JP2000274423A - 半導電性ロール - Google Patents
半導電性ロールInfo
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- JP2000274423A JP2000274423A JP2713899A JP2713899A JP2000274423A JP 2000274423 A JP2000274423 A JP 2000274423A JP 2713899 A JP2713899 A JP 2713899A JP 2713899 A JP2713899 A JP 2713899A JP 2000274423 A JP2000274423 A JP 2000274423A
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複写機の帯電ロール、現像ロール、転写ロー
ル、定着ロール等に好適に使用される半導電性ロールで
あって、抵抗値（例えば１０11〜１０4Ω・ｃｍの範囲
のいわゆる半導体領域の電気抵抗値）がロールの全面に
渡り均一で安定化された半導電性ロールを提供する。 【解決手段】 ロールとしての形態を保持するに必要な
強度を有する芯材と、該芯材の表面に設けられた弾性材
料からなる弾性層とからなり、弾性層に樹脂被覆カーボ
ンブラックを配合して半導電性を付与した半導電性ロー
ル。
ル、定着ロール等に好適に使用される半導電性ロールで
あって、抵抗値（例えば１０11〜１０4Ω・ｃｍの範囲
のいわゆる半導体領域の電気抵抗値）がロールの全面に
渡り均一で安定化された半導電性ロールを提供する。 【解決手段】 ロールとしての形態を保持するに必要な
強度を有する芯材と、該芯材の表面に設けられた弾性材
料からなる弾性層とからなり、弾性層に樹脂被覆カーボ
ンブラックを配合して半導電性を付与した半導電性ロー
ル。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導電性ロールに
関するものであり、詳しくは、複写機の帯電ロール、現
像ロール、転写ロール、定着ロール等に好適に使用され
る半導電性ロールに関するものである。
関するものであり、詳しくは、複写機の帯電ロール、現
像ロール、転写ロール、定着ロール等に好適に使用され
る半導電性ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、複写機の帯電ロール、現像ロー
ル、転写ロール、定着ロールやプリンターの分野におい
ては、半導電性ロールが注目されている（例えば特開平
８−１５７７２１号公報、特開平９−２２２７８８号公
報など）。上記の半導電性ロールは、ロールとしての形
態を保持するに必要な強度を有する芯材の表面にカーボ
ンブラックが配合されたゴム組成物から成る弾性層を設
け、必要に応じその表面に抵抗調節層を設けて構成され
る。
ル、転写ロール、定着ロールやプリンターの分野におい
ては、半導電性ロールが注目されている（例えば特開平
８−１５７７２１号公報、特開平９−２２２７８８号公
報など）。上記の半導電性ロールは、ロールとしての形
態を保持するに必要な強度を有する芯材の表面にカーボ
ンブラックが配合されたゴム組成物から成る弾性層を設
け、必要に応じその表面に抵抗調節層を設けて構成され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている半導電性ロールは、その表面における抵抗
値が場所によって変動しており、抵抗値が均一化されて
いないと言う問題がある。上記の特許公報においても指
摘されている様に、特に半導体領域の抵抗値の全面的な
均一化は難かしく、抵抗値にムラがあると複写ムラや白
抜けの原因となるので、改善が望まれていた。本発明
は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、
表面の抵抗値が均一な半導電性ロールを提供することに
ある。即ち、半導電性ロールの抵抗値が例えば１０11〜
１０4 Ω・ｃｍの範囲のいわゆる半導体領域の電気抵抗
がロールの全面に渡り均一で安定化された半導電性ロー
ルを提供することにある。
案されている半導電性ロールは、その表面における抵抗
値が場所によって変動しており、抵抗値が均一化されて
いないと言う問題がある。上記の特許公報においても指
摘されている様に、特に半導体領域の抵抗値の全面的な
均一化は難かしく、抵抗値にムラがあると複写ムラや白
抜けの原因となるので、改善が望まれていた。本発明
は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、
表面の抵抗値が均一な半導電性ロールを提供することに
ある。即ち、半導電性ロールの抵抗値が例えば１０11〜
１０4 Ω・ｃｍの範囲のいわゆる半導体領域の電気抵抗
がロールの全面に渡り均一で安定化された半導電性ロー
ルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成すべく種々検討を重ねた結果、弾性層に配合さ
れるカーボンブラックとして特殊の加工カーボンブラッ
クを使用することにより、上記の目的を達成し得るとの
知見を得た。本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものであり、その要旨は、ロールとしての形態を保持す
るに必要な強度を有する芯材と、該芯材の表面に設けら
れた弾性材料からなる弾性層とからなり、弾性層に樹脂
被覆カーボンブラックを配合して半導電性を付与した半
導電性ロールに存する。
的を達成すべく種々検討を重ねた結果、弾性層に配合さ
れるカーボンブラックとして特殊の加工カーボンブラッ
クを使用することにより、上記の目的を達成し得るとの
知見を得た。本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものであり、その要旨は、ロールとしての形態を保持す
るに必要な強度を有する芯材と、該芯材の表面に設けら
れた弾性材料からなる弾性層とからなり、弾性層に樹脂
被覆カーボンブラックを配合して半導電性を付与した半
導電性ロールに存する。
【０００５】また、上記弾性層の表面に樹脂被覆カーボ
ンブラックを配合した半導電性樹脂層を抵抗調節層とし
て設けた態様や、抵抗調節層の抵抗値の平均値に対する
弾性層の抵抗値の平均値を１／１〜１／１０００とした
態様、樹脂被覆カーボンブラックが以下に定義するＡに
対するＢの値（Ｂ／Ａ）が１．１以上の被覆安定化特性
を有する態様等も本発明の特徴の一つとなる。 Ａ：樹脂被覆カーボンブラックに使用したのと同一種類
のカーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合して得られ
る組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃｍに変化する
のに要するカーボンブラックの配合量。 Ｂ：樹脂被覆カーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合
して得られる組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃｍ
に変化するのに要するカーボンブラックの配合量。
ンブラックを配合した半導電性樹脂層を抵抗調節層とし
て設けた態様や、抵抗調節層の抵抗値の平均値に対する
弾性層の抵抗値の平均値を１／１〜１／１０００とした
態様、樹脂被覆カーボンブラックが以下に定義するＡに
対するＢの値（Ｂ／Ａ）が１．１以上の被覆安定化特性
を有する態様等も本発明の特徴の一つとなる。 Ａ：樹脂被覆カーボンブラックに使用したのと同一種類
のカーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合して得られ
る組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃｍに変化する
のに要するカーボンブラックの配合量。 Ｂ：樹脂被覆カーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合
して得られる組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃｍ
に変化するのに要するカーボンブラックの配合量。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の半導電性ロールは、芯材の表面に弾性層を設け
て成る。芯材としては半導電性ロールとしての形態を保
持するに必要な強度を有するものであればどのような材
質のものでもよいが、具体的にはステンレス鋼製、アル
ミニウム合金製、銅合金製等のシャフトが使用できる。
弾性層は、半導電性ロールとして使用した場合に接触す
る相手と良好に密着する弾性材料で有ればよく、例え
ば、ポリウレタン、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴ
ム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコ
ーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロ
ピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロ
ロプレンゴム、アクリルゴム等のゴム状材料、ナイロン
等の合成樹脂やこれらの混合物が代表的材料として挙げ
られる。また用途によっては発泡体として用いることも
できる。
本発明の半導電性ロールは、芯材の表面に弾性層を設け
て成る。芯材としては半導電性ロールとしての形態を保
持するに必要な強度を有するものであればどのような材
質のものでもよいが、具体的にはステンレス鋼製、アル
ミニウム合金製、銅合金製等のシャフトが使用できる。
弾性層は、半導電性ロールとして使用した場合に接触す
る相手と良好に密着する弾性材料で有ればよく、例え
ば、ポリウレタン、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴ
ム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコ
ーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロ
ピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロ
ロプレンゴム、アクリルゴム等のゴム状材料、ナイロン
等の合成樹脂やこれらの混合物が代表的材料として挙げ
られる。また用途によっては発泡体として用いることも
できる。
【０００７】上記の弾性層用ゴム材料には通常、加硫
剤、加硫助剤、軟化剤、その他の添加剤が添加される。
弾性層は、芯材の表面に、射出成形、プレス成形などの
任意の手段により形成すれば良い。本発明の特徴は、弾
性層に混入するカーボンブラックとして、樹脂被覆カー
ボンブラックを使用した点にある。樹脂被覆カーボンブ
ラック自体は、既に、本発明者らの一人によって提案さ
れ、知られている（例えば、特開平９−７１７３３号公
報、同９−９５６２５号公報、同９−１２４９６９号公
報など）。
剤、加硫助剤、軟化剤、その他の添加剤が添加される。
弾性層は、芯材の表面に、射出成形、プレス成形などの
任意の手段により形成すれば良い。本発明の特徴は、弾
性層に混入するカーボンブラックとして、樹脂被覆カー
ボンブラックを使用した点にある。樹脂被覆カーボンブ
ラック自体は、既に、本発明者らの一人によって提案さ
れ、知られている（例えば、特開平９−７１７３３号公
報、同９−９５６２５号公報、同９−１２４９６９号公
報など）。
【０００８】斯かるカーボンブラックは、樹脂で被覆さ
れているため、表面がある程度絶縁性であり、ゴムや合
成樹脂に配合する際の分散性に優れる等の特徴を有す
る。図１は、塩化ビニル樹脂にカーボンブラックを配合
した際の配合量と当該組成物の体積固有抵抗との関係を
示す模式的説明図であるが、同図に示す通り、配合量の
増加に従って体積固有抵抗は小さくなる。ところが、通
常のカーボンブラック（すなわち、樹脂被覆していない
カーボンブラック）を配合した組成物（ａ）の場合は、
配合量の増加に伴い抵抗が急激に低下する（Ａ）のに対
し、樹脂被覆カーボンブラックを配合した組成物（ｂ）
の場合は徐々に低下する（Ｂ）。
れているため、表面がある程度絶縁性であり、ゴムや合
成樹脂に配合する際の分散性に優れる等の特徴を有す
る。図１は、塩化ビニル樹脂にカーボンブラックを配合
した際の配合量と当該組成物の体積固有抵抗との関係を
示す模式的説明図であるが、同図に示す通り、配合量の
増加に従って体積固有抵抗は小さくなる。ところが、通
常のカーボンブラック（すなわち、樹脂被覆していない
カーボンブラック）を配合した組成物（ａ）の場合は、
配合量の増加に伴い抵抗が急激に低下する（Ａ）のに対
し、樹脂被覆カーボンブラックを配合した組成物（ｂ）
の場合は徐々に低下する（Ｂ）。
【０００９】従って、組成物（ａ）の場合の抵抗は、カ
ーボンブラックの混練条件や成形条件の僅かな差による
分散状態の微妙な違いや配合量の微小変動により、抵抗
の絶対値のみでなくロール面各所の変動が大きくなる。
これに対し、組成物（ｂ）の場合の抵抗は、配合量の増
加に伴う抵抗値の変化（減少）が緩やかなので配合量に
よる抵抗値のコントロールが容易であり、ロール面の樹
脂被覆カーボンブラックの濃度差による抵抗の変動が少
なく、安定した抵抗が得られる。
ーボンブラックの混練条件や成形条件の僅かな差による
分散状態の微妙な違いや配合量の微小変動により、抵抗
の絶対値のみでなくロール面各所の変動が大きくなる。
これに対し、組成物（ｂ）の場合の抵抗は、配合量の増
加に伴う抵抗値の変化（減少）が緩やかなので配合量に
よる抵抗値のコントロールが容易であり、ロール面の樹
脂被覆カーボンブラックの濃度差による抵抗の変動が少
なく、安定した抵抗が得られる。
【００１０】本発明においては、上記の様な樹脂被覆カ
ーボンブラックの特性を被覆安定化特性と称する。上記
の被覆安定化特性の大きさは、カーボンブラックの種
類、被覆用の樹脂の種類および被覆量によって異なる。
そこで、本発明においては、以下に定義するＡに対する
Ｂの値（Ｂ／Ａ）が１．１以上、好ましくは１．３以
上、更に好ましくは１．５以上の被覆安定化特性が得ら
れる様に上記の条件を適宜決定するのがよい。
ーボンブラックの特性を被覆安定化特性と称する。上記
の被覆安定化特性の大きさは、カーボンブラックの種
類、被覆用の樹脂の種類および被覆量によって異なる。
そこで、本発明においては、以下に定義するＡに対する
Ｂの値（Ｂ／Ａ）が１．１以上、好ましくは１．３以
上、更に好ましくは１．５以上の被覆安定化特性が得ら
れる様に上記の条件を適宜決定するのがよい。
【００１１】Ａ：樹脂被覆カーボンブラックに使用した
のと同一種類のカーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配
合して得られる組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃ
ｍに変化するのに要するカーボンブラックの配合量。 Ｂ：樹脂被覆カーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合
して得られる組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃｍ
に変化するのに要するカーボンブラックの配合量。使用
するカーボンブラックの種類は、特に制限されず、例え
ば、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ファー
ネスブラック等が挙げられ、これらは単独又は２種以上
を混合して使用することも出来る。
のと同一種類のカーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配
合して得られる組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃ
ｍに変化するのに要するカーボンブラックの配合量。 Ｂ：樹脂被覆カーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合
して得られる組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃｍ
に変化するのに要するカーボンブラックの配合量。使用
するカーボンブラックの種類は、特に制限されず、例え
ば、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ファー
ネスブラック等が挙げられ、これらは単独又は２種以上
を混合して使用することも出来る。
【００１２】また、使用するカーボンブラックのＤＢＰ
吸油量は、通常３５〜２５０ｍｌ／１００ｇ、好ましく
は４５〜１５０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸油量が
３５ｍｌ／１００ｇより小さい場合は、被覆する樹脂と
カーボンブラックとの親和性が低く、カーボンブラック
から樹脂皮膜が剥がれる現象が見られる。ＤＢＰ吸油量
が２５０ｍｌ／１００ｇを超えると被覆する樹脂がカー
ボンブラック中に吸収され過ぎ、被覆樹脂を多く必要と
する。
吸油量は、通常３５〜２５０ｍｌ／１００ｇ、好ましく
は４５〜１５０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸油量が
３５ｍｌ／１００ｇより小さい場合は、被覆する樹脂と
カーボンブラックとの親和性が低く、カーボンブラック
から樹脂皮膜が剥がれる現象が見られる。ＤＢＰ吸油量
が２５０ｍｌ／１００ｇを超えると被覆する樹脂がカー
ボンブラック中に吸収され過ぎ、被覆樹脂を多く必要と
する。
【００１３】使用するカーボンブラックの平均一次粒子
径（樹脂被覆前の粒子径）は、通常１０〜３００ｎｍ、
好ましくは１５〜１００ｎｍである。粒子径が小さ過ぎ
ると分散性が低下すると共に抵抗の安定性が悪くなる。
カーボンブラックの被覆に使用する樹脂は、特開平９−
７１７３３号公報、同９−９５６２５号公報および同９
−１２４９６９号公報に記載の各種の樹脂を適宜選択し
て使用することが出来る。特に、特開９−１２４９６９
号公報に記載の多官能エポキシ樹脂が推奨される。多官
能エポキシ樹脂の具体例としては、グリシジルアミン型
エポキシ樹脂（住友化学社製の「スミエポキシ」ＥＬＭ
−１００、１２０、４３４等）、トリフェニルグリシジ
ルメタン型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エ
ピコート」１０３２Ｈ５０、１０３２Ｈ６０等）、テト
ラフェニルグリシジルメタン型エポキシ樹脂（油化シェ
ルエポキシ社製「エピコート」１０３１）、アミノフェ
ノール型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピ
コート」１５４、６３０）、ジアミドジフェニルメタン
型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコー
ト」６０４）、フェノールノボラック型エポキシ樹脂
（油化シェルエポキシ社製「エピコート」１５２）、オ
ルソクレゾール型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社
製「エピコート」１８０Ｓ６５）、ビスフェノールＡノ
ボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エ
ピコート」１５７Ｓ６５、１５７Ｓ７０）等が挙げられ
る。これらのエポキシ樹脂は、常法に従い、硬化剤や硬
化促進剤と共に使用される。
径（樹脂被覆前の粒子径）は、通常１０〜３００ｎｍ、
好ましくは１５〜１００ｎｍである。粒子径が小さ過ぎ
ると分散性が低下すると共に抵抗の安定性が悪くなる。
カーボンブラックの被覆に使用する樹脂は、特開平９−
７１７３３号公報、同９−９５６２５号公報および同９
−１２４９６９号公報に記載の各種の樹脂を適宜選択し
て使用することが出来る。特に、特開９−１２４９６９
号公報に記載の多官能エポキシ樹脂が推奨される。多官
能エポキシ樹脂の具体例としては、グリシジルアミン型
エポキシ樹脂（住友化学社製の「スミエポキシ」ＥＬＭ
−１００、１２０、４３４等）、トリフェニルグリシジ
ルメタン型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エ
ピコート」１０３２Ｈ５０、１０３２Ｈ６０等）、テト
ラフェニルグリシジルメタン型エポキシ樹脂（油化シェ
ルエポキシ社製「エピコート」１０３１）、アミノフェ
ノール型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピ
コート」１５４、６３０）、ジアミドジフェニルメタン
型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコー
ト」６０４）、フェノールノボラック型エポキシ樹脂
（油化シェルエポキシ社製「エピコート」１５２）、オ
ルソクレゾール型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社
製「エピコート」１８０Ｓ６５）、ビスフェノールＡノ
ボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エ
ピコート」１５７Ｓ６５、１５７Ｓ７０）等が挙げられ
る。これらのエポキシ樹脂は、常法に従い、硬化剤や硬
化促進剤と共に使用される。
【００１４】カーボンブラックに対する樹脂の被覆量
は、使用するカーボンブラックのＤＢＰ吸油量（吸油性
能）にもよるが、ＤＢＰ吸油量が３５〜２５０ｍｌ／１
００ｇのものであれば、カーボンブラックと樹脂（硬
化、乾燥後）の合計量に対する樹脂の割合として、通常
３〜４０重量％の範囲から選択される。樹脂分が少なす
ぎると被覆安定化特性が満足されず、樹脂分が多すぎる
と絶縁性が大きくなりすぎて使用し難くなる。被覆方法
としては、例えばスクリュー型攪拌機付き容器にカーボ
ンブラックの水スラリーを収容し、攪拌下に樹脂溶液を
少量ずつ添加する方法を採用することが出来る。
は、使用するカーボンブラックのＤＢＰ吸油量（吸油性
能）にもよるが、ＤＢＰ吸油量が３５〜２５０ｍｌ／１
００ｇのものであれば、カーボンブラックと樹脂（硬
化、乾燥後）の合計量に対する樹脂の割合として、通常
３〜４０重量％の範囲から選択される。樹脂分が少なす
ぎると被覆安定化特性が満足されず、樹脂分が多すぎる
と絶縁性が大きくなりすぎて使用し難くなる。被覆方法
としては、例えばスクリュー型攪拌機付き容器にカーボ
ンブラックの水スラリーを収容し、攪拌下に樹脂溶液を
少量ずつ添加する方法を採用することが出来る。
【００１５】斯かる処理により、水に分散していたカー
ボンブラックは樹脂溶液側に移行して約１ｍｍの粒子と
なる。その後、水切りを行い、次いで、真空乾燥により
溶剤と水とを除去することにより、樹脂被覆カーボンブ
ラックを得ることが出来る。弾性層における樹脂被覆カ
ーボンブラックの配合量は、目的とする抵抗が得られる
様に適宜選択されるが、例えば１０11〜１０4 Ω・ｃｍ
の範囲のいわゆる半導体領域の電気抵抗の場合、１０11
Ω・ｃｍ前後であれば通常２重量％〜３０重量％、１０
4 Ω・ｃｍ前後であれば通常４重量％〜５０重量％程度
である。
ボンブラックは樹脂溶液側に移行して約１ｍｍの粒子と
なる。その後、水切りを行い、次いで、真空乾燥により
溶剤と水とを除去することにより、樹脂被覆カーボンブ
ラックを得ることが出来る。弾性層における樹脂被覆カ
ーボンブラックの配合量は、目的とする抵抗が得られる
様に適宜選択されるが、例えば１０11〜１０4 Ω・ｃｍ
の範囲のいわゆる半導体領域の電気抵抗の場合、１０11
Ω・ｃｍ前後であれば通常２重量％〜３０重量％、１０
4 Ω・ｃｍ前後であれば通常４重量％〜５０重量％程度
である。
【００１６】本発明の半導電性ロールは用途により、芯
材に弾性層を設けた構造で良いが、弾性層の表面に抵抗
調節層を設けることが多い。弾性層の表面に抵抗調節層
を設ける場合は、通常、樹脂被覆カーボンブラック（前
記と同様のもの）が配合された塗料を弾性層の表面に塗
布した後に乾燥することにより形成される。斯かる塗料
としては、水性導電塗料と油性導電塗料とがあり、その
マトリックとしては、種々の成分を使用することが出来
る。水性導電塗料のマトリックス成分としては、例え
ば、水溶性または水分散性の各種の樹脂、例えば、アク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、酢酸
ビニル樹脂、イソプレンゴムラテックス、ブタジエンゴ
ムラテックス、クロロプレンゴムラテックス等が挙げら
れる。
材に弾性層を設けた構造で良いが、弾性層の表面に抵抗
調節層を設けることが多い。弾性層の表面に抵抗調節層
を設ける場合は、通常、樹脂被覆カーボンブラック（前
記と同様のもの）が配合された塗料を弾性層の表面に塗
布した後に乾燥することにより形成される。斯かる塗料
としては、水性導電塗料と油性導電塗料とがあり、その
マトリックとしては、種々の成分を使用することが出来
る。水性導電塗料のマトリックス成分としては、例え
ば、水溶性または水分散性の各種の樹脂、例えば、アク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、酢酸
ビニル樹脂、イソプレンゴムラテックス、ブタジエンゴ
ムラテックス、クロロプレンゴムラテックス等が挙げら
れる。
【００１７】油性導電塗料のマトリックス成分として
は、特に、可溶性共重合ナイロン又はフェノール樹脂が
好適に使用される。ここに、可溶性共重合ナイロンと
は、通常のナイロン６、ナイロン６６等に対し異種のポ
リアミド単位を共重合したり、アミド基を化学的に変性
することにより、一般的な有機溶媒に可溶としたナイロ
ンを意味する。フェノール樹脂としては、レゾーメール
タイプ又はノボラックタイプの何れであってもよい。
は、特に、可溶性共重合ナイロン又はフェノール樹脂が
好適に使用される。ここに、可溶性共重合ナイロンと
は、通常のナイロン６、ナイロン６６等に対し異種のポ
リアミド単位を共重合したり、アミド基を化学的に変性
することにより、一般的な有機溶媒に可溶としたナイロ
ンを意味する。フェノール樹脂としては、レゾーメール
タイプ又はノボラックタイプの何れであってもよい。
【００１８】樹脂被覆カーボンブラックの配合割合は所
望とする導電度によって異なるが、通常、樹脂濃度対比
で２〜４０重量％程度である。水性導電塗料、油性導電
塗料のいずれも、弾性層との接着性がよいものを選ぶこ
とになる。抵抗調節層の厚さは、通常１０〜５００μｍ
の範囲である。抵抗調節層を設ける場合は、抵抗調節層
の抵抗値の平均値に対する弾性層の抵抗値の平均値を１
／１から１／１０００程度、好ましくは１／１０から１
／１００程度とするのがよい。すなわち、弾性層を抵抗
調節層よりも導電性に優れたものとする。このようにす
ることにより、抵抗調節層の抵抗値のコントロールが一
層やりやすくなり、抵抗調節層の抵抗値の均一性も増
す。本発明の半導電性ロールは、その抵抗の安定化特性
を活かし、複写機の帯電ロール、現像ロール、転写ロー
ル定着ロール等に好適に使用される。
望とする導電度によって異なるが、通常、樹脂濃度対比
で２〜４０重量％程度である。水性導電塗料、油性導電
塗料のいずれも、弾性層との接着性がよいものを選ぶこ
とになる。抵抗調節層の厚さは、通常１０〜５００μｍ
の範囲である。抵抗調節層を設ける場合は、抵抗調節層
の抵抗値の平均値に対する弾性層の抵抗値の平均値を１
／１から１／１０００程度、好ましくは１／１０から１
／１００程度とするのがよい。すなわち、弾性層を抵抗
調節層よりも導電性に優れたものとする。このようにす
ることにより、抵抗調節層の抵抗値のコントロールが一
層やりやすくなり、抵抗調節層の抵抗値の均一性も増
す。本発明の半導電性ロールは、その抵抗の安定化特性
を活かし、複写機の帯電ロール、現像ロール、転写ロー
ル定着ロール等に好適に使用される。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、抵抗値の測定は
図２に示した電極板３、切替リレー４、抵抗測定器５か
らなる装置を用い、成形したロール１を１２ｍｍ幅の銅
製電極２が並列に設けられた電極板３に乗せ、ロール１
に３．２ｇ／ｍｍの荷重を加え、印加電流５００Ｖ、印
加時間１０秒にて順次２０点測定し、最大値、最小値お
よび平均値を算出した値である。
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、抵抗値の測定は
図２に示した電極板３、切替リレー４、抵抗測定器５か
らなる装置を用い、成形したロール１を１２ｍｍ幅の銅
製電極２が並列に設けられた電極板３に乗せ、ロール１
に３．２ｇ／ｍｍの荷重を加え、印加電流５００Ｖ、印
加時間１０秒にて順次２０点測定し、最大値、最小値お
よび平均値を算出した値である。
【００２０】（１）樹脂被覆カーボンブラックの調製：
平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１０
０ｇのカーボンブラック５４０ｇと純水１４５０ｇとを
ホモミキサーにより６，０００ｒｐｍで３０分混合処理
してスラリーを調製した。一方、油化シェルエポキシ社
製「エピコート６３０」６０ｇをトルエン６００ｇに溶
解してエポキシ樹脂溶液を調製した。スクリュー型攪拌
機付き容器に上記のスラリーを移し、約１，０００ｒｐ
ｍの攪拌条件下、上記のエポキシ樹脂溶液を少量ずつ添
加した。約１５分経過後、水に分散していたカーボンブ
ラックは、全量トルエン側に移行して約１ｍｍの粒子と
なった。次いで、６０メッシュの金網で水切りを行なっ
た後、真空乾燥機により７０℃で７時間乾燥し、水とト
ルエンとを除去した。得られた樹脂被覆カーボンブラッ
ク中の平均残存トルエン量は５０ｐｐｍ、平均残存水量
は５００ｐｐｍであった。また、上記の樹脂被覆カーボ
ンブラックの本文で定義した被覆安定化特性（Ｂ／Ａ）
は、１×１０7 Ω・ｃｍにおいて、２３／１８＝1 ．２
８であった。
平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１０
０ｇのカーボンブラック５４０ｇと純水１４５０ｇとを
ホモミキサーにより６，０００ｒｐｍで３０分混合処理
してスラリーを調製した。一方、油化シェルエポキシ社
製「エピコート６３０」６０ｇをトルエン６００ｇに溶
解してエポキシ樹脂溶液を調製した。スクリュー型攪拌
機付き容器に上記のスラリーを移し、約１，０００ｒｐ
ｍの攪拌条件下、上記のエポキシ樹脂溶液を少量ずつ添
加した。約１５分経過後、水に分散していたカーボンブ
ラックは、全量トルエン側に移行して約１ｍｍの粒子と
なった。次いで、６０メッシュの金網で水切りを行なっ
た後、真空乾燥機により７０℃で７時間乾燥し、水とト
ルエンとを除去した。得られた樹脂被覆カーボンブラッ
ク中の平均残存トルエン量は５０ｐｐｍ、平均残存水量
は５００ｐｐｍであった。また、上記の樹脂被覆カーボ
ンブラックの本文で定義した被覆安定化特性（Ｂ／Ａ）
は、１×１０7 Ω・ｃｍにおいて、２３／１８＝1 ．２
８であった。
【００２１】（２）抵抗調節層用材料（導電性塗料）の
調製：可溶性共重合ナイロンとして「ＣＭ８３３」（東
レ製）を使用し、メタノール：トルエン＝３：１の溶媒
に樹脂濃度として１０重量％となる様に調合し、攪拌し
つつ５０℃に加温して溶解した。この溶液に上記の樹脂
被覆カーボンブラックを樹脂濃度対比で１７重量％の割
合で混合し、サンドグライダーで５時間分散させて導電
性塗料を得た。
調製：可溶性共重合ナイロンとして「ＣＭ８３３」（東
レ製）を使用し、メタノール：トルエン＝３：１の溶媒
に樹脂濃度として１０重量％となる様に調合し、攪拌し
つつ５０℃に加温して溶解した。この溶液に上記の樹脂
被覆カーボンブラックを樹脂濃度対比で１７重量％の割
合で混合し、サンドグライダーで５時間分散させて導電
性塗料を得た。
【００２２】（３）弾性層用材料の調製：グリセリンに
プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加した
分子量５０００のポリエーテルポリオール１００重量
部、ウレタン変性ＭＤＩ１２５重量部、１，４−ブタン
ジオール２．５重量部、ジブチルチンジラウレート０．
００１重量部、上記の樹脂被覆カーボンブラックをカー
ボンブラック３５．５重量部を混合して弾性層用材料を
得た。
プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加した
分子量５０００のポリエーテルポリオール１００重量
部、ウレタン変性ＭＤＩ１２５重量部、１，４−ブタン
ジオール２．５重量部、ジブチルチンジラウレート０．
００１重量部、上記の樹脂被覆カーボンブラックをカー
ボンブラック３５．５重量部を混合して弾性層用材料を
得た。
【００２３】実施例１ 半導電性ロールの製作 先ず、外径８ｍｍ長さ３０ｍｍのステンレス製の円柱状
の棒を１１０℃に加熱した金型に保持し、前記（３）で
用意した弾性層用材料を１３０℃に加熱し、金型に注入
した後、２時間硬化させて、シャフトの外周に弾性層を
形成した。弾性層の表面を乾式研磨してロール状に仕上
げてローラ基材とした。 半導電性ロールの抵抗の評価 半導電性ロールの抵抗調節層の抵抗を測定した結果は表
１に示した通りであり、弾性層の抵抗は１．６×１０6
Ω・ｃｍから３．１×１０6 Ω・ｃｍの間にあった。
の棒を１１０℃に加熱した金型に保持し、前記（３）で
用意した弾性層用材料を１３０℃に加熱し、金型に注入
した後、２時間硬化させて、シャフトの外周に弾性層を
形成した。弾性層の表面を乾式研磨してロール状に仕上
げてローラ基材とした。 半導電性ロールの抵抗の評価 半導電性ロールの抵抗調節層の抵抗を測定した結果は表
１に示した通りであり、弾性層の抵抗は１．６×１０6
Ω・ｃｍから３．１×１０6 Ω・ｃｍの間にあった。
【００２４】
【表１】
【００２５】実施例２ 実施例１で得られた半導電性ロールの表面に、上記
（２）で用意した導電性塗料を浸漬法により塗布し、厚
さ２０μｍの抵抗調節層を形成した。なお、導電性塗料
の乾燥は８０℃２時間の条件で行った。抵抗調節層の抵
抗を測定し、表２に示した。２０点の抵抗は８．５×１
０7 Ω・ｃｍから９．０×１０7 Ω・ｃｍの間にあり、
平均値は８．７×１０7 Ω・ｃｍであった。
（２）で用意した導電性塗料を浸漬法により塗布し、厚
さ２０μｍの抵抗調節層を形成した。なお、導電性塗料
の乾燥は８０℃２時間の条件で行った。抵抗調節層の抵
抗を測定し、表２に示した。２０点の抵抗は８．５×１
０7 Ω・ｃｍから９．０×１０7 Ω・ｃｍの間にあり、
平均値は８．７×１０7 Ω・ｃｍであった。
【００２６】
【表２】
【００２７】比較例１ 実施例１において、導電性塗料の調製の際に使用するカ
ーボンブラックを樹脂被覆されていないカーボンブラッ
ク（平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／
１００ｇ）に変更した以外は、実施例１と同様にして半
導電性ロールを製作して抵抗の評価を行い結果を表３に
示した。２０点の抵抗は、１．３×１０ 5 Ω・ｃｍから
２．８×１０6 Ω・ｃｍの間で変動しており、平均値は
７．８×１０5 Ω・ｃｍであった。
ーボンブラックを樹脂被覆されていないカーボンブラッ
ク（平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／
１００ｇ）に変更した以外は、実施例１と同様にして半
導電性ロールを製作して抵抗の評価を行い結果を表３に
示した。２０点の抵抗は、１．３×１０ 5 Ω・ｃｍから
２．８×１０6 Ω・ｃｍの間で変動しており、平均値は
７．８×１０5 Ω・ｃｍであった。
【００２８】
【表３】
【００２９】
【発明の効果】本発明は、芯材の表面に樹脂被覆カーボ
ンブラックを含有する弾性層を設けて成る半導電性ロー
ルであって、弾性層の例えば１０11〜１０4 Ω・ｃｍの
範囲のいわゆる半導体領域の電気抵抗が安定化された半
導電性ロールが提供され、本発明の実用的価値は顕著で
ある。
ンブラックを含有する弾性層を設けて成る半導電性ロー
ルであって、弾性層の例えば１０11〜１０4 Ω・ｃｍの
範囲のいわゆる半導体領域の電気抵抗が安定化された半
導電性ロールが提供され、本発明の実用的価値は顕著で
ある。
【図１】塩化ビニル樹脂にカーボンブラックを配合した
際の配合量と当該組成物の体積固有抵抗との関係を示す
模式的説明図
際の配合量と当該組成物の体積固有抵抗との関係を示す
模式的説明図
【図２】抵抗値の測定装置の説明図
１ ロール ２ 銅製電極 ３ 電極板 ４ 切替リレー ５ 抵抗測定器
───────────────────────────────────────────────────── 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 15/20 １０３ Ｇ０３Ｇ 15/20 １０３ Ｆターム(参考） 2H003 CC05 2H032 AA05 2H033 AA02 BB04 2H077 AD02 AD06 FA21 FA25 3J103 AA02 FA30 GA02 GA52 GA57 GA66 GA74 HA03 HA12 HA20 HA22
Claims (4)
- 【請求項１】 ロールとしての形態を保持するに必要な
強度を有する芯材と、該芯材の表面に設けられた弾性材
料からなる弾性層とからなり、弾性層に樹脂被覆カーボ
ンブラックを配合して半導電性を付与した半導電性ロー
ル。 - 【請求項２】 弾性層の表面に樹脂被覆カーボンブラッ
クを配合した半導電性樹脂層を抵抗調節層として設けた
請求項１に記載の半導電性ロール。 - 【請求項３】 抵抗調節層の抵抗値の平均値に対する弾
性層の抵抗値の平均値を１／１〜１／１０００とした請
求項２に記載の半導電性ロール。 - 【請求項４】 樹脂被覆カーボンブラックが以下に定義
するＡに対するＢの値（Ｂ／Ａ）が１．１以上の被覆安
定化特性を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の半
導電性ロール。 Ａ：樹脂被覆カーボンブラックに使用したのと同一種類
のカーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合して得られ
る組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃｍに変化する
のに要するカーボンブラックの配合量。 Ｂ：樹脂被覆カーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合
して得られる組成物の抵抗値が１０10〜１０5 Ω・ｃｍ
に変化するのに要するカーボンブラックの配合量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2713899A JP2000274423A (ja) | 1999-01-21 | 1999-02-04 | 半導電性ロール |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-13226 | 1999-01-21 | ||
| JP1322699 | 1999-01-21 | ||
| JP2713899A JP2000274423A (ja) | 1999-01-21 | 1999-02-04 | 半導電性ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000274423A true JP2000274423A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=26348999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2713899A Pending JP2000274423A (ja) | 1999-01-21 | 1999-02-04 | 半導電性ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000274423A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002363426A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-12-18 | Bridgestone Corp | 半導電性弾性体及び電子写真装置 |
| JP2002365884A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-12-18 | Bridgestone Corp | 半導電性部材及び電子写真装置 |
| JP2003091165A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-03-28 | Bridgestone Corp | 半導電性エンドレスベルト及び画像形成装置 |
| JP2009292556A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Unimatec Co Ltd | 基板搬送用ベルト |
| JP2012252145A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Bando Chem Ind Ltd | 導電性弾性体の製造方法、及び、電子写真装置用ローラー |
-
1999
- 1999-02-04 JP JP2713899A patent/JP2000274423A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002363426A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-12-18 | Bridgestone Corp | 半導電性弾性体及び電子写真装置 |
| JP2002365884A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-12-18 | Bridgestone Corp | 半導電性部材及び電子写真装置 |
| JP2003091165A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-03-28 | Bridgestone Corp | 半導電性エンドレスベルト及び画像形成装置 |
| JP2009292556A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Unimatec Co Ltd | 基板搬送用ベルト |
| JP2012252145A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Bando Chem Ind Ltd | 導電性弾性体の製造方法、及び、電子写真装置用ローラー |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070306 |