JP2000186129A

JP2000186129A - 導電性組成物およびそれを用いた導電部材

Info

Publication number: JP2000186129A
Application number: JP10365657A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshikawa; 均吉川; Tomoshi Suzuki; 智志鈴木; Shoji Arimura; 昭二有村
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP3617349B2

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば、導電性ロールの表面層形成材料として
用いた場合、高帯電性を維持しながらも残留電荷を低減
でき、トナーフィルミングが発生せず、耐久性に優れた
導電性ロールを得ることができる導電性組成物を提供す
る。【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する導電
性組成物である。（Ａ）分子構造中にシロキサン結合を有し、両末端に水
酸基またはアミノ基を有する直鎖状化合物。（Ｂ）二官能性イソシアネート。（Ｃ）鎖延長剤。（Ｄ）イオン性官能基を有する鎖延長剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ロール等の
導電部材に用いられる導電性組成物およびそれを用いた
導電部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機，プリンター，ファクシミリ等の
電子写真装置に用いられる、現像ロール，帯電ロール，
転写ロール等の導電性ロールとしては、例えば、軸体の
外周面に形成されたベースゴム層と、表面層とを有し、
上記表面層がシリコーン変性ウレタンポリマーを用いて
形成されたものが提案されている（特願平９−６８１０
０号）。そして、上記シリコーン変性ウレタンポリマー
は高絶縁性であるため、表面層に電荷が蓄積しやすく、
それを防止するために、一般に、カーボン粉末等の導電
剤を用いて除電している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すように、導電性ロール６１の表面層６２の表面側で
は、カーボン粉末６３同士が０．５〜５μｍ程度離れて
分散しているため、カーボン粉末６３間は除電すること
ができず、電荷が蓄積する。そのため、上記カーボン粉
末６３間に、トナーの外添剤である直径０．００１〜
０．０１μｍ程度のシリカ（ＳｉＯ₂）粉末６４が付着
する結果、トナーフィルミングが発生し、１万枚（１０
Ｋ）画出し後の画質が悪く、耐久性に劣るという難点が
ある。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、例えば、導電性ロールの表面層形成材料として
用いた場合、高帯電性を維持しながらも残留電荷を低減
でき、トナーフィルミングが発生せず、耐久性に優れた
導電性ロールを得ることができる導電性組成物およびそ
れを用いた導電部材の提供をその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する
導電性組成物を第１の要旨とする。（Ａ）分子構造中にシロキサン結合を有し、両末端に水
酸基またはアミノ基を有する直鎖状化合物。（Ｂ）二官能性イソシアネート。（Ｃ）鎖延長剤。（Ｄ）イオン性官能基を有する鎖延長剤。

【０００６】また、本発明は、上記導電性組成物を用い
てなる導電部材を第２の要旨とする。

【０００７】すなわち、本発明者らは、高帯電性を維持
しながらも残留電荷を低減でき、トナーフィルミングが
発生せず、優れた耐久性を備えた導電性ロールを得るた
め、表面層形成材料を中心に研究を重ねた。その研究の
過程で、従来の導電剤を用いる除電方法の代わりに、表
面層形成材料として用いるシリコーン変性ウレタンポリ
マー自体に除電性を付与すると、好結果が得られるので
はないかと想起した。そして、さらに研究開発を続けた
ところ、上記Ａ〜Ｃ成分とともに、イオン性官能基を有
する鎖延長剤（Ｄ成分）を用いると、シリコーン変性ウ
レタンポリマーの分子構造中にイオン性官能基を導入で
き、その結果、上記イオン性官能基によりポリマー自体
に導電性が付与され、ポリマー自体が除電性を備えるこ
とを突き止めた。その結果、上記特殊なシリコーン変性
ウレタンポリマーを表面層形成材料として用いてなる導
電性ロールは、高帯電性を維持しながらも残留電荷を低
減でき、トナーフィルミングが発生せず、優れた耐久性
を備えることを見出し、本発明に到達した。

【０００８】そして、上記導電性組成物が導電剤をさら
に含有する場合は、導電剤自身の有する除電性により、
さらに優れた除電効果を得ることができる。

【０００９】また、上記導電性組成物が三官能性イソシ
アネートをさらに含有する場合は、上記三官能性イソシ
アネートがいわゆる架橋剤として働き、上記特殊なシリ
コーン変性ウレタンポリマーが立体構造をとるため、塗
膜強度やタック性低減に効果があり、耐久性の向上につ
ながる。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００１１】本発明の導電性組成物は、特定の直鎖状化
合物（Ａ成分）と、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）
と、鎖延長剤（Ｃ成分）と、イオン性官能基を有する鎖
延長剤（Ｄ成分）とを用いて得ることができる。

【００１２】上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）は、分
子構造中にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ結合）を有し、両
末端に水酸基またはアミノ基を有するものであり、両末
端の水酸基またはアミノ基は、互いに同一であっても異
なっていてもよい。

【００１３】上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）として
は、例えば、下記の一般式（１）で表される化合物があ
げられる。

【００１４】

【化１】

【００１５】上記一般式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²で
表される炭素数１〜２０のアルキレン基としては、例え
ば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン
基、ヘキシレン基、オクチレン基、ドデシレン基等があ
げられる。

【００１６】上記一般式（１）で表される化合物のなか
でも、両末端のＸがいずれも水酸基である、ポリジメチ
ルシロキサンジカルビノールが好適に用いられる。

【００１７】また、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）
としては、上記一般式（１）におけるメチル基の少なく
とも一部を特定の置換基で置換した化合物を用いること
もできる。上記特定の置換基としては、例えば、炭素数
２〜３０のアルキル基、ハロアルキル基、シアノアルキ
ル基、アリルアルキル基、ビニル基、アクリル基等のア
ルケニル基、アリル基、アルキルアリル基、アルケニル
アリル基、ハロアリル基、水素原子、ハロゲン原子等が
あげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用
いられる。

【００１８】上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）は、数
平均分子量が５００〜１００００の範囲のものが好まし
く、特に好ましくは１０００〜６０００である。また、
上記直鎖状化合物（Ａ成分）中のシロキサン結合の含有
率は、５〜９０重量％が好ましく、特に好ましくは２０
〜６０重量％である。

【００１９】上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）ととも
に用いられる二官能性イソシアネート（Ｂ成分）として
は、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）
〔２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩの混合物を含む〕、
４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート（水素化ＭＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシア
ネート（ＮＤＩ）、３，３′−ジメチル−４，４′−ビ
フェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、キシリレン
ジイソシアネート（ＸＤＩ）、水素化キシリレンジイソ
シアネート（ＨＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート
（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤ
Ｉ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（Ｔ
ＭＤＩ）〔２，２，４−ＴＭＤＩと２，４，４−ＴＭＤ
Ｉの混合物〕、エチリデンジイソシアネート、ブチレン
ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，４−ジイソ
シアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイソシアネ
ート、ジクロロヘキサメチレンジイソシアネート、ジシ
クロヘキシル−４，４′−ジイソシアネート、１−メチ
ル−２，４−ジイソシアナトシクロヘキサン、１−メチ
ル−２，６−ジイソシアナトシクロヘキサン等があげら
れる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられ
る。

【００２０】上記二官能性イソシアネート（Ｂ成分）の
配合割合は、前記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）１００
重量部（以下「部」と略す）に対して、５〜４０部の範
囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１０〜２
５部である。

【００２１】前記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられ
る鎖延長剤（Ｃ成分）としては、一般に分子量３００未
満の一分子内に二個以上の活性水素を有する化合物があ
げられ、具体的には、ジオール類、ジアミン類、アミノ
アルコール類等が用いられる。これらは単独でもしくは
２種以上併せて用いられる。

【００２２】上記ジオール類としては、例えば、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパ
ンジオール、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタン
ジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチレン
グリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−
１，５−ペンタンジオール、１，８−オクタンジオー
ル、１，９−ノナンジオール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、
１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスヒドロキシ
エトキシベンゼン、ビスフェノールＡまたはこれらのア
ルキレンオキサイド付加物や、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン等があげられる。なお、上記アルキレンオ
キサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロ
フラン、スチレンオキサイド等があげられ、これらは単
独でもしくは２種以上併せて用いられる。

【００２３】前記ジアミン類としては、例えば、エチレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジア
ミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、
ポリオキシプロピレンジアミン、ビス（ｐ−アミノシク
ロヘキシル）メタン等の脂肪族ジアミンや、メタキシレ
ンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジア
ミン、４，４′−メチレンビス（２−クロルアニリ
ン）、１，５−ナフチレンジアミン等の芳香族ジアミン
等があげられる。

【００２４】前記アミノアルコール類としては、例え
ば、エタノールアミン、プロパノールアミン、ε−アミ
ノヘキサノールや、メチルジエタノールアミン、メチル
ジイソプロパノールアミン、エチルジエタノールアミン
またはこれらのアルキレンオキサイド付加物等のＮ−ア
ルキルジアルカノールアミンや、フェニルジエタノール
アミン、ｍ−トリルジエタノールアミンまたはこれらの
アルキレンオキサイド付加物等のＮ−アリールジアルカ
ノールアミン等があげられる。

【００２５】上記鎖延長剤（Ｃ成分）の配合割合は、前
記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）１００部に対して、１
〜２０部の範囲に設定することが好ましく、特に好まし
くは２〜１５部である。

【００２６】前記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられるイオン
性官能基を有する鎖延長剤（Ｄ成分）としては、前記Ａ
〜Ｃ成分を反応させて得られるシリコーン変性ウレタン
ポリマー中に、イオン性官能基を導入できるものであれ
ば特に限定するものではない。上記イオン性官能基とし
ては、例えば、スルホン酸基、カルボキシル基および第
三級アミノ基またはこれらの塩が用いられる。

【００２７】上記イオン性官能基として、スルホン酸基
またはその塩を有する鎖延長剤（Ｄ成分）としては、例
えば、１，４−ブタンジオール−２−スルホン酸、５−
スルホイソフタル酸、スルホコハク酸またはこれらカル
ボン酸のモノメチル，ジメチルエステル等、あるいはこ
れらのスルホン酸アルカリ金属塩（ナトリウム塩，カリ
ウム塩等），アンモニウム塩等があげられる。

【００２８】前記イオン性官能基として、カルボキシル
基またはその塩を有する鎖延長剤（Ｄ成分）としては、
例えば、メタクリル酸、２，３−ジヒドロキシプロピオ
ン酸、２，２−ジメチロールプロピオン酸、酒石酸、２
−メチル酒石酸、２，３−ジヒドロキシイソ酪酸、２，
３−ジヒドロキシ−２−イソプロピル酪酸、３，１１−
ジヒドロキシミリスチン酸、９，１０−ジヒドロキシス
テアリン酸、２，６−ジヒドロキシ−１，２−ジヒドロ
−４−ピリジンカルボン酸等、またはこれらのアルカリ
金属塩（ナトリウム塩，カリウム塩等），アンモニウム
塩等があげられる。

【００２９】前記イオン性官能基として、第三級アミノ
基またはその塩を有する鎖延長剤（Ｄ成分）としては、
例えば、Ｎ−メチルジメタノールアミン、Ｎ−メチルジ
エタノールアミン、Ｎ−メチルジプロパノールアミン、
Ｎ−メチルジヘキサノールアミン、Ｎ−メチルジオクタ
ノールアミン、これらのＮ−エチル置換化合物、Ｎ−プ
ロピル置換化合物、Ｎ−ブチル置換化合物、Ｎ−フェニ
ル置換化合物、３−ジメチルアミノ−１，２−プロパン
ジオール、４−ジメチルアミノ−１，２−ブタンジオー
ル、５−ジメチルアミノ−１，２−ペンタンジオール、
これらのジエチルアミノ化合物、ｐ−（２−ヒドロキシ
メチル−３−ヒドロキシプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル
アニリン、ｐ−（３−ヒドロキシメチル−４−ヒドロキ
シブチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、これらのジエ
チルアニリン化合物、トリフェニルアミン化合物、Ｎ−
（３−ジメチルアミノプロピル）ジイソプロパノールア
ミン等、あるいはこれらの塩酸，臭酸，硫酸，リン酸等
の鉱酸や各種有機酸の付加塩等があげられる。

【００３０】上記イオン性官能基を有する鎖延長剤（Ｄ
成分）のなかでも、イソシアネートとの反応性とイオン
化が容易である点で、１，４−ブタンジオール−２−ス
ルホン酸、酒石酸またはこれらの塩が好適に用いられ
る。

【００３１】上記イオン性官能基を有する鎖延長剤（Ｄ
成分）の配合割合は、前記特定の直鎖状化合物（Ａ成
分）１００部に対して、０．０１〜２０部の範囲に設定
することが好ましく、特に好ましくは０．１〜３部であ
る。すなわち、上記Ｄ成分の配合割合が０．０１部未満
であると、シリコーン変性ウレタンポリマーの分子構造
中に導入されるイオン性官能基が少なくなりすぎ、シリ
コーン変性ウレタンポリマー自体に充分な除電性を付与
することができないからである。逆に、上記Ｄ成分の配
合割合が２０部を超えると、シリコーン変性ウレタンポ
リマーの分子構造中に導入されるイオン性官能基が多く
なりすぎ、イソシアネートとの反応性が低下し、ポリマ
ー化が困難になったり、生成したポリマーの溶剤への溶
解度が低下するため、ロール作製時においてコーティン
グ液としての塗布が困難になるからである。

【００３２】なお、本発明の導電性組成物には、前記Ａ
〜Ｄ成分の他に、汎用のポリオールを配合することがで
きる。上記ポリオールとしては、前記鎖延長剤（Ｃ成
分）として用いられるジオール類よりも高分子量のもの
が用いられ、好ましくは分子量３００〜１００００の範
囲のものが用いられる。このようなポリオールを用いる
ことにより、塗膜強度の向上、タック性、柔軟性の制御
が可能になる。

【００３３】上記ポリオールとしては、例えば、ポリオ
キシアルキレン系（ポリエーテル系）ポリオール、ポリ
エステル系ポリオール、α−オレフィン系ポリオール等
があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて
用いられる。

【００３４】上記ポリオキシアルキレン系（ポリエーテ
ル系）ポリオールとしては、例えば、ポリオキシエチレ
ングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシプロピレングリコ
ール（ＰＰＧ）、ポリオキシテトラメチレングリコール
（ＰＴＭＧ）、エチレンオキサイドとプロピレンオキサ
イドとの共重合体等があげられる。

【００３５】上記ポリエステル系ポリオールとしては、
例えば、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチ
レンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペー
ト、エチレンアジペートとブチレンアジペートとの共重
合体、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ炭酸エステ
ル（ＰＣＤ）、ダイマー酸エステル、セパテン酸エステ
ル等があげられる。

【００３６】上記ポリオールの配合割合は、前記特定の
直鎖状化合物（Ａ成分）１００部に対して、５〜５０部
の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１０
〜２０部である。

【００３７】また、本発明の導電性組成物には、前記各
成分の他に、導電剤を配合することができる。このよう
に導電剤を用いると、導電剤自身の有する除電性によ
り、さらに優れた除電効果を得ることができる。上記導
電剤としては、ｃ−ＴｉＯ₂、ｃ−ＺｎＯ、カーボンブ
ラック、ｃ−ＳｎＯ₂、酸化鉄、グラファイト、チタン
酸カリウム、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、リチウ
ム塩等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上
併せて用いられる。なお、上記「ｃ−」とは導電性を有
することを意味する。

【００３８】上記導電剤の配合割合は、前記特定の直鎖
状化合物（Ａ成分）１００部に対して、０．０１〜２５
０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは
０．１〜１７０部である。

【００３９】そして、本発明の導電性組成物には、前記
各成分の他に、三官能性イソシアネートを配合すること
ができる。このように三官能性イソシアネートを用いる
と、上記三官能性イソシアネートがいわゆる架橋剤とし
て働き、前記特殊なシリコーン変性ウレタンポリマーが
立体構造をとるため、塗膜強度やタック性低減に効果が
あり、耐久性の向上につながる。

【００４０】上記三官能性イソシアネートとしては、例
えば、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス
（イソシアネートフェニール）チオホスフェート、リジ
ンエステルトリイソシアネート、１，６，１１−ウンデ
カントリイソシアネート、１，３，６−ヘキサメチレン
トリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、カ
ルボジイミド変性ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネー
ト、クルードＭＤＩ等のアダクト体やビューレット体等
があげられる。

【００４１】上記三官能性イソシアネートの配合割合
は、前記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）１００部に対し
て、５〜４０部の範囲に設定することが好ましく、特に
好ましくは１５〜３０部である。

【００４２】さらにまた、本発明の導電性組成物には、
前記各成分の他に、帯電制御剤、充填剤、安定剤、紫外
線吸収剤、補強剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、難燃
剤、オイル等を必要に応じて適宜に配合することができ
る。

【００４３】上記帯電制御剤としては、例えば、第四級
アンモニウム塩、ホウ酸塩、アジン系（ニグロシン系）
アゾ化合物、オキシナフトエ酸系金属錯体、サリチル酸
系金属錯体、界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノ
ニオン系）等があげられる。また、上記充填剤として
は、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ等の無機
物等があげられる。

【００４４】そして、前記特殊なシリコーン変性ウレタ
ンポリマーは、例えば、つぎのようにして作製すること
ができる。すなわち、まず、前記特定の直鎖状化合物
（Ａ成分）と二官能性イソシアネート（Ｂ成分）とを配
合し、反応（８０〜１２０℃×１〜５時間）を行い、粘
度の安定したところで取り出すことにより、シリコーン
変性ウレタンプレポリマーを作製する。ついで、このプ
レポリマーに前記鎖延長剤（Ｃ成分）、イオン性官能基
を有する鎖延長剤（Ｄ成分）および必要に応じてその他
の成分を配合して、反応（８０〜１２０℃×１〜５時
間）を行い、これを溶剤に溶解することによって、分子
構造中にイオン性官能基を有するシリコーン変性ウレタ
ンポリマーを得ることができる。

【００４５】上記Ａ〜Ｄ成分の配合比率は、Ａ，Ｃおよ
びＤ成分中のＯＨ基の合計量と、二官能性イソシアネー
ト（Ｂ成分）中のＮＣＯ基量とが当量になるよう設定す
るのが好ましい。

【００４６】また、上記溶剤としては、例えば、テトラ
ヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエ
ン、酢酸エチル等があげられる。

【００４７】本発明の導電性組成物は、各種の導電部材
として用いることができ、例えば、現像ロール、帯電ロ
ール、転写ロール、定着ロール、転写ロール等の導電性
ロールの層形成材料として好適に用いられる。なかで
も、現像ロールの表面層形成材料として用いるのが特に
好ましい。

【００４８】本発明の導電性組成物を表面層の形成材料
として用いてなる現像ロールとしては、例えば、図１に
示すように、軸体１の外周面に沿ってベースゴム層２が
形成され、その外周面に中間層３が形成され、さらにそ
の外周面に表面層４が形成されて構成されたものがあげ
られる。

【００４９】上記軸体１は特に制限するものではなく、
例えば、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空に
くり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、そ
の材料としては、ステンレス、アルミニウム、鉄にメッ
キを施したもの等があげられる。また、上記軸体１上
に、接着剤、プライマー等を必要に応じて塗布してもよ
く、さらに上記接着剤、プライマー等は必要に応じて導
電化してもよい。

【００５０】前記ベースゴム層２形成材料としては、特
に制限はなく、例えば、シリコーンゴム、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）、ポリウレタン系エラストマー等が
あげられる。なかでも、低硬度でへたりが少ないという
点から、シリコーンゴムが好ましく用いられる。なお、
上記ベースゴム層２形成材料としてシリコーンゴムを用
いた場合には、シリコーンゴム表面をコロナ放電、プラ
ズマ放電等により活性化させる工程や、さらにその後、
プライマーを塗布する工程を行ってもよい。なお、上記
ベースゴム層２形成材料には前記と同様の導電剤を適宜
に添加してもよい。

【００５１】前記中間層３形成材料としては、特に制限
はなく、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム
（ニトリルゴム）（以下「ＮＢＲ」と略す）、水素添加
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（水素化ニトリルゴ
ム）（以下「Ｈ−ＮＢＲ」と略す）、ポリウレタン系エ
ラストマー、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム、ブ
タジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ヒドリ
ンゴム（ＥＣＯ，ＣＯ）、ナイロン等があげられる。な
かでも、接着性およびコーティング液の安定性の点か
ら、Ｈ−ＮＢＲが好ましく用いられる。

【００５２】なお、上記中間層３形成材料には、硫黄等
の加硫剤、グアニジン、チアゾール、スルフェンアミ
ド、ジチオカルバミン酸塩、チウラム等の加硫促進剤、
ステアリン酸、ＺｎＯ（亜鉛華）、軟化剤、導電剤等を
適宜に添加してもよい。また、上記導電剤としては、前
記と同様のものが用いられる。

【００５３】そして、上記現像ロールは、例えば、つぎ
のようにして作製することができる。すなわち、まず前
記ベースゴム層２形成材料用の各成分をニーダー等の混
練機を用いて混練し、ベースゴム層２形成材料を作製す
る。また、前記中間層３形成材料用の各成分をロール等
の混練機を用いて混練し、この混合物に前記有機溶剤を
加えて混合、攪拌することにより、中間層３形成材料
（コーティング液）を作製する。さらに、前記と同様に
して、表面層４形成材料となる本発明の導電性組成物
（コーティング液）を作製する。

【００５４】つぎに、図２に示すように、軸体１を準備
し、その外周面に必要に応じて接着剤、プライマー等を
塗布した後、下蓋５を外嵌した円筒型６内に上記軸体１
をセットする。そして、前記ベースゴム層２形成材料を
注型等した後、上記円筒型６に上蓋７を外嵌する。つい
で、上記ロール型全体を加熱して上記ベースゴム層２形
成材料を加硫し（１５０〜２２０℃×３０分）、ベース
ゴム層２を形成する。続いて、このベースゴム層２が形
成された軸体１を脱型し、必要に応じ反応を完結させる
（２００℃×４時間）。ついで、必要に応じロール表面
にコロナ放電処理を行う。さらに必要に応じロール表面
にカップリング剤の塗布を行う。そして、上記ベースゴ
ム層２の外周に中間層３形成材料となるコーティング液
を塗布し、もしくは上記ベースゴム層２形成済みのロー
ルを前記コーティング液中に浸漬して引き上げた後、乾
燥および加熱処理を行うことにより、ベースゴム層２の
外周に中間層３を形成する。さらに、上記中間層３の外
周に表面層４形成材料となる本発明の導電性組成物（コ
ーティング液）を塗布し、もしくは上記中間層３形成済
みのロールを前記コーティング液中に浸漬して引き上げ
た後、乾燥および加熱処理を行うことにより、中間層３
の外周に表面層４を形成する。上記コーティング液の塗
布方法は、特に限定するものではなく、例えば、ディッ
ピング法、スプレーコーティング法、ロールコート法等
があげられる。このようにして、軸体１の外周面に沿っ
てベースゴム層２が形成され、その外周に中間層３が形
成され、さらにその外周に表面層４が形成された現像ロ
ールを作製することができる。

【００５５】このようにして得られた現像ロールのベー
スゴム層２の厚みは、通常、０．５〜１０ｍｍの範囲に
設定され、好ましくは３〜６ｍｍであり、中間層３の厚
みは、通常、１〜９０μｍの範囲に設定され、好ましく
は３〜３０μｍであり、表面層４の厚みは、通常、３〜
１００μｍの範囲に設定され、好ましくは５〜５０μｍ
である。

【００５６】なお、図１においては、現像ロールとして
三層構造のものをあげたが、ベースゴム層２の外周面に
形成される層は何層でもよく、ロールの用途等に応じ、
適宜の数の層が形成される。

【００５７】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００５８】

【実施例１】〔ロール基体〕軸体となる芯金（直径１０
ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）と、ベースゴム層形成材料とし
て液状シリコーンゴムにカーボンブラックを添加したも
のと、中間層形成材料として水素化ニトリルゴム（Ｈ−
ＮＢＲ）にカーボンブラックを添加したものを準備し
た。そして、前述の方法に準じて、軸体の外周面にベー
スゴム層（厚み５ｍｍ）および中間層（厚み２０μｍ）
を形成し、ロール基体を作製した。

【００５９】〔表面層〕まず、直鎖状化合物（Ａ成分）
として、下記の式（２）で表される、分子量１０００の
シリコーンジオール（Ｘ２２−１６０ＡＳ、信越化学社
製）を準備した。

【００６０】

【化２】

【００６１】そして、上記シリコーンジオール１００部
と、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）である４，４′
−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）（コス
モネートＰＨ、三井化学社製）３７．５部と、鎖延長剤
（Ｃ成分）である１，４−ブタンジオール１．９部と、
イオン性官能基を有する鎖延長剤（Ｄ成分）である１，
４−ブタンジオール−２−スルホン酸ナトリウム４．３
部と、触媒であるジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤ
Ｌ）０．００１部とを配合し、前述の方法に従い、導電
性組成物を作製した。つぎに、この導電性組成物を、前
記ロール基体の外周面にロールコート法により塗布した
後、乾燥して表面層（厚み２０μｍ）を形成し、目的と
する現像ロールを作製した。

【００６２】

【実施例２】導電剤としてアセチレンブラック（デンカ
ブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１５部をさ
らに配合する他は、実施例１と同様にして導電性組成物
を作製した。そして、この導電性組成物を用いて、実施
例１と同様にして、現像ロールを作製した。

【００６３】

【実施例３】イオン性官能基を有する鎖延長剤（Ｄ成
分）として、１，４−ブタンジオール−２−スルホン酸
ナトリウムに代えて、酒石酸カリウム５．０部を用いる
他は、実施例１と同様にして導電性組成物を作製した。
そして、この導電性組成物を用いて、実施例１と同様に
して、現像ロールを作製した。

【００６４】

【実施例４】導電剤としてアセチレンブラック（デンカ
ブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１５部をさ
らに配合する他は、実施例３と同様にして導電性組成物
を作製した。そして、この導電性組成物を用いて、実施
例１と同様にして、現像ロールを作製した。

【００６５】

【実施例５】三官能性イソシアネート（コロネート２５
０７、日本ポリウレタン社製）１０部をさらに配合する
他は、実施例４と同様にして導電性組成物を作製した。
そして、この導電性組成物を用いて、実施例１と同様に
して、現像ロールを作製した。

【００６６】

【実施例６】ポリオール（ＰＴＭＧ、分子量：１００
０）２０部をシリコーンジオール８０部ととともに配合
する他は、実施例１と同様にして導電性組成物を作製し
た。そして、この導電性組成物を用いて、実施例１と同
様にして、現像ロールを作製した。

【００６７】

【実施例７】イオン性官能基を有する鎖延長剤（Ｄ成
分）として、１，４−ブタンジオール−２−スルホン酸
ナトリウムに代えて、１，２−ジヒドロキシベンゼン−
３，５−ジスルホン酸二ナトリウム７．０部を用いる他
は、実施例１と同様にして導電性組成物を作製した。そ
して、この導電性組成物を用いて、実施例１と同様にし
て、現像ロールを作製した。

【００６８】

【実施例８】イオン性官能基を有する鎖延長剤（Ｄ成
分）として、１，４−ブタンジオール−２−スルホン酸
ナトリウムに代えて、ヨウ化ジメチルジエタノールアン
モニウム５．８部を用いる他は、実施例１と同様にして
導電性組成物を作製した。そして、この導電性組成物を
用いて、実施例１と同様にして、現像ロールを作製し
た。

【００６９】

【比較例１】１，４−ブタンジオールの配合割合を３．
９部とし、１，４−ブタンジオール−２−スルホン酸ナ
トリウムを配合しない他は、実施例１と同様にして導電
性組成物を作製した。そして、この導電性組成物を用い
て、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。

【００７０】

【比較例２】導電剤としてアセチレンブラック（デンカ
ブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１５部をさ
らに配合する他は、比較例１と同様にして導電性組成物
を作製した。そして、この導電性組成物を用いて、実施
例１と同様にして、現像ロールを作製した。

【００７１】このようにして得られた実施例品および比
較例品の現像ロールについて、トナー帯電量、残留電
荷、画質、トナーフィルミングおよび電気抵抗につい
て、下記の基準に従い比較評価を行った。これらの結果
を、後記の表１および表２に併せて示した。

【００７２】〔トナー帯電量〕現像ロールのトナー帯電
量を、２０℃×５０％ＲＨの環境下、つぎのようにして
測定した。すなわち、図３に示すように、現像ロール３
０表面上に現像剤（トナー）３２層を形成し、吸引ポン
プ３３により現像剤３２を吸引しファラデーケージ３４
により測定した（ファラデーケージ法）。図において、
３５はフィルター、３６は絶縁体パイプ、３７は電位
計、３８、３９は導体で互いに分離している。

【００７３】〔残留電荷〕図４に示すように、現像ロー
ル４１を回転数６０ｒｐｍで矢印方向に回転させなが
ら、コロナ放電線（コントロン）４２を用いて１００μ
Ａのコロナ電流を印加し、現像ロール４１の表面を帯電
した。そして、表面電位計４３により上記現像ロール４
１表面の残留電荷を測定した。

【００７４】〔画質〕現像ロールをプリンター（沖デー
タ社製のＭＬ６００Ｌ）に組み込み、初期、３０００枚
（３Ｋ）および１万枚（１０Ｋ）画出し後の画質を目視
により評価した。すなわち、文字やイメージをプリント
し、画質に問題がなく、細線が鮮明にプリントされたも
のを○、かすれやかぶり等が発生したものを×として表
示した。なお、かすれとは細線がとぎれたものをいい、
かぶりとはイメージのないところにトナーが飛んでいる
ものをいう。

【００７５】〔トナーフィルミング〕現像ロール表面に
現像剤（トナー）が厚く付着した部分は、帯電性が悪く
なり複写画像に不良を生じる。具体的には、現像ロール
表面に現像剤（トナー）の一部が１μｍ以上の厚みで付
着すると、画像が著しく悪化する。そこで、トナー付着
の厚みが１μｍ以上であったものをトナーフィルミング
が発生したものとした。そして、トナーフィルミングが
発生したものを×、発生しなかったものを○として表示
した。

【００７６】〔電気抵抗〕電気抵抗は、印加電圧と電流
を測定することにより求めた。すなわち、図５（Ａ）に
示す、主電極５１ａとガード電極５１ｂとを備えた形状
の電極５１を、図５（Ｂ）に示すロール５０表面上に２
０箇所形成し、印加電圧１００Ｖの条件で、電気抵抗を
測定し、２０箇所の測定値の中央値を求めた。

【００７７】

【表１】

【００７８】

【表２】

【００７９】上記表１および表２の結果から、実施例品
の現像ロールは、トナー帯電量が高く維持され、初期の
残留電荷が小さいことがわかる。また、１０Ｋ後の残留
電荷の上昇が抑制され、トナーフィルミングが発生しな
いため、１０Ｋ後の画質も良好で、耐久性に優れている
ことがわかる。

【００８０】これに対して、比較例１品の現像ロール
は、初期の残留電荷が著しく高く、初期の画質が劣るこ
とがわかる。また、１０Ｋ後の残留電荷も極めて高く、
トナーフィルミングが発生し、画質が劣ることがわか
る。また、比較例２品の現像ロールは、導電剤を用いて
除電しているため、初期および３Ｋ後の画質は良好であ
るが、１０Ｋ後の残留電荷が高く、トナーフィルミング
が発生し、画質が悪く、耐久性に劣ることがわかる。

【００８１】

【発明の効果】以上のように、本発明の導電部材は、特
定の直鎖状化合物（Ａ成分）と、二官能性イソシアネー
ト（Ｂ成分）と、鎖延長剤（Ｃ成分）と、イオン性官能
基を有する鎖延長剤（Ｄ成分）とを含有するものであ
り、上記Ａ〜Ｄ成分からなるシリコーン変性ウレタンポ
リマーは、分子構造中に導電性および除電性に優れたイ
オン性官能基を備えている。したがって、上記特殊なシ
リコーン変性ウレタンポリマーを、例えば、導電性ロー
ルの表面層形成材料として用いた場合、高帯電性を維持
しながらも残留電荷を低減でき、トナーフィルミングが
発生せず、優れた耐久性を備えた導電性ロールを得るこ
とができる。また、上記特殊なシリコーン変性ウレタン
ポリマーは、ポリマー自体が除電性を備えているため、
従来のようなイオン導電剤（第四級アンモニウム塩，ホ
ウ酸塩，リチウム塩等）を用いて除電する場合に比べ
て、ブルームがなく、通電による特性変化も生じない。

【００８２】そして、上記導電性組成物が導電剤をさら
に含有する場合は、導電剤自身の有する除電性により、
さらに優れた除電効果を得ることができる。

【００８３】また、上記導電性組成物が三官能性イソシ
アネートをさらに含有する場合は、上記三官能性イソシ
アネートがいわゆる架橋剤として働き、上記特殊なシリ
コーン変性ウレタンポリマーが立体構造をとるため、塗
膜強度やタック性低減に効果があり、耐久性の向上につ
ながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性組成物を用いてなる導電性ロー
ルの一例を示す断面図である。

【図２】本発明の導電性組成物を用いてなる導電性ロー
ルの製法を示す断面図である。

【図３】現像ロールのトナー帯電量の測定方法を示す説
明図である。

【図４】現像ロールの残留電荷の測定方法を示す模式図
である。

【図５】現像ロールの電気抵抗の測定方法を示す模式図
である。

【図６】従来の導電性ロールの表面層におけるシリカ粉
末の付着状態を示す模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３ (72)発明者有村昭二愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地東海ゴム工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 CC05 2H032 AA05 2H077 AD02 AD06 FA21 FA25 GA03 3J103 AA02 AA15 AA23 FA12 FA30 GA02 GA57 GA58 GA60 HA20 HA41 4J034 BA08 CA04 CA15 CB03 CB08 CC03 CC12 CC13 CC22 CC23 CC26 CC45 CC52 CC54 CC61 CC62 CD09 DA01 DA03 DB04 DB07 DF01 DF20 DF21 DG03 DG04 DG06 DG23 DM01 DM06 HA01 HA07 HA08 HA11 HA14 HC03 HC12 HC13 HC16 HC17 HC22 HC46 HC52 HC54 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 MA02 QB15 QC03 QD03 RA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有するこ
とを特徴とする導電性組成物。（Ａ）分子構造中にシロキサン結合を有し、両末端に水
酸基またはアミノ基を有する直鎖状化合物。（Ｂ）二官能性イソシアネート。（Ｃ）鎖延長剤。（Ｄ）イオン性官能基を有する鎖延長剤。
【請求項２】イオン性官能基が、スルホン酸基、カル
ボキシル基、第三級アミノ基およびそれらの塩からなる
群から選ばれた少なくとも一つである請求項１記載の導
電性組成物。
【請求項３】導電剤を含有する請求項１または２記載
の導電性組成物。
【請求項４】三官能性イソシアネートを含有する請求
項１〜３のいずれか一項に記載の導電性組成物。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか一項に記載の導
電性組成物を用いてなることを特徴とする導電部材。