JP2001355628A - Conductive roller - Google Patents
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は例えば電子写真複写機に
使用される導電性ロールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive roll used in, for example, an electrophotographic copying machine.
【0002】[0002]
【発明の背景】電子写真複写機には、感光ドラムの外表
面に圧接して該外表面を帯電させるための帯電ロール、
該感光ドラムの外表面に形成された静電潜像にトナー像
を形成させるための現像ロール、該感光ドラムに付着し
ているトナーを除去するクリーニングロール等の導電性
ロールが使用されている。上記導電性ロールは中心部に
軸体を挿着した導電性ロール基材と、所望なれば更に該
基材表面に保護被膜および電気抵抗調整層を設けた構成
のものである。BACKGROUND OF THE INVENTION In an electrophotographic copying machine, there is provided a charging roll for pressing against the outer surface of a photosensitive drum to charge the outer surface;
A conductive roll such as a developing roll for forming a toner image on the electrostatic latent image formed on the outer surface of the photosensitive drum and a cleaning roll for removing toner attached to the photosensitive drum is used. The conductive roll has a configuration in which a conductive roll base material having a shaft inserted in the center and, if desired, a protective coating and an electric resistance adjusting layer are further provided on the base material surface.
【0003】[0003]
【従来の技術】上記導電性ロールには、適度な導電性、
弾性および耐圧性が要求される。該導電性ロールに導電
性を付与するためにカーボンブラック等の導電剤が導電
性ロール基材に添加されている。また導電性ロールに弾
性を付与するために、導電性ロール基材に弾性材料(ウ
レタン樹脂組成物等)が用いられている。2. Description of the Related Art The above-mentioned conductive roll has a moderate conductivity,
Elasticity and pressure resistance are required. A conductive agent such as carbon black is added to the conductive roll base to impart conductivity to the conductive roll. Further, in order to impart elasticity to the conductive roll, an elastic material (such as a urethane resin composition) is used for the conductive roll base material.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記導電性ロールのよ
うに、弾性材料に導電剤を添加してロール基材を調製す
る場合、適当な導電性(体積抵抗率)を得ようとする
と、導電剤の弾性材料に対する体積率が増大するので、
十分な耐圧性が得られないという問題が生じていた。When a roll base is prepared by adding a conductive agent to an elastic material, as in the case of the above-mentioned conductive roll, an attempt is made to obtain an appropriate conductivity (volume resistivity). As the volume ratio of the agent to the elastic material increases,
There has been a problem that sufficient pressure resistance cannot be obtained.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、中空ガラス(6) と熱膨張型マイクロカプセ
ル(7) の熱膨張物とを混合分散したウレタン樹脂組成物
に導電性粉末を混合した導電性ロール基材(3) と、該基
材(3) 中心部に挿着されている軸体(2) とからなる導電
性ロール(1) を提供するものである。さらに中空ガラス
(6) を混合分散したウレタン樹脂組成物に導電性粉末を
混合した導電性ロール基材(3A)と、該基材中心部に挿着
されている軸体(2) とからなる導電性ロールを(1A)提供
するものである。In order to solve the above problems, the present invention provides a urethane resin composition obtained by mixing and dispersing a hollow glass (6) and a thermally expandable microcapsule (7). An object of the present invention is to provide a conductive roll (1) comprising a conductive roll base material (3) mixed with a powder, and a shaft (2) inserted at the center of the base material (3). Further hollow glass
A conductive roll comprising: a conductive roll base material (3A) obtained by mixing a conductive powder in a urethane resin composition in which (6) is mixed and dispersed; and a shaft (2) inserted into the center of the base material. (1A).
【0006】該ウレタン樹脂組成物は水素化ヒマシ油ポ
リオールとジイソシアナートとの反応によって得られる
ものが望ましく、また該中空ガラスはホウケイ酸ガラス
であることが望ましい。The urethane resin composition is preferably obtained by reacting a hydrogenated castor oil polyol with diisocyanate, and the hollow glass is preferably a borosilicate glass.
【0007】さらに該導電性ロール基材(3) の表面には
ゾル−ゲル法によって無機酸化物被膜および/または無
機−有機ハイブリッド被膜からなる保護被膜(4) が形成
されていてもよく、また該ロール基材(3,3A)表面には更
に電気抵抗調整層(5) が設けられていてもよい。Further, a protective film (4) comprising an inorganic oxide film and / or an inorganic-organic hybrid film may be formed on the surface of the conductive roll substrate (3) by a sol-gel method. An electric resistance adjusting layer (5) may be further provided on the surface of the roll base material (3, 3A).
【0008】[0008]
【作用】導電性ロール基材(3,3A)に、中空体(中空ガラ
ス(6) および熱膨張型マイクロカプセル(7) の熱膨張物
あるいは中空ガラス(6) )を混合分散することで独立気
泡構造を付与すると、導電剤の弾性材料に対する比率を
少なくすることなく、ロール基材(3,3A)の耐圧性を高く
することが出来る。すなわち導電性ロール基材(3,3A)の
導電性を確保しつつ、耐圧性を高くすることが出来る。[Function] Independently by mixing and dispersing a hollow body (a hollow glass (6) and a thermally expanded material of a thermally expanded microcapsule (7) or a hollow glass (6)) in a conductive roll base material (3, 3A). By providing the cell structure, the pressure resistance of the roll substrate (3, 3A) can be increased without reducing the ratio of the conductive agent to the elastic material. That is, the pressure resistance can be increased while ensuring the conductivity of the conductive roll base material (3, 3A).
【0009】更に該導電性ロール基材(3,3A)の表面にゾ
ル−ゲル法によって無機酸化物被膜および/または無機
−有機ハイブリッド被膜からなる保護被膜(4) を形成す
ると、親水性のあるポリウレタン樹脂からなる基材でも
吸湿吸水が阻止され、体積電気抵抗値が変化しない。該
無機酸化物や無機−有機ハイブリッドからなる被膜はゾ
ル−ゲル法によって形成されているので、膜厚は薄くか
つ均一にすることが出来、基材(3,3A)の電気特性に余り
影響を及ぼさないが、該無機酸化物や無機−有機ハイブ
リッドからなる被膜は電気抵抗値が高いので、該ロール
基材(3,3A)表面に更に電気抵抗調整層(5) を設けること
が望ましい。Further, when a protective film (4) comprising an inorganic oxide film and / or an inorganic-organic hybrid film is formed on the surface of the conductive roll substrate (3, 3A) by a sol-gel method, hydrophilicity is obtained. Even with a substrate made of a polyurethane resin, moisture absorption and absorption are prevented, and the volume electric resistance value does not change. Since the film made of the inorganic oxide or the inorganic-organic hybrid is formed by the sol-gel method, the film thickness can be made thin and uniform, and the electric properties of the base material (3, 3A) are not significantly affected. Although it does not affect, since the coating made of the inorganic oxide or the inorganic-organic hybrid has a high electric resistance value, it is desirable to further provide an electric resistance adjusting layer (5) on the surface of the roll substrate (3, 3A).
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明を図1に示す一実施形態に
よって説明すれば、導電性ロール(1) は中心部に軸体
(2) を挿着した導電性ロール基材(3) と、所望なれば該
基材(3) の表面に形成されている保護被膜(4) と更にそ
の上に形成されている電気抵抗調整層(5) とからなる。
該軸体(2) としてはステンレススチール、アルミニウム
等の金属の棒またはパイプが使用される。該ロール(1)
の基材(3) はポリオールと、ジイソシアナートとの反応
生成物であるウレタン樹脂組成物を材料とする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to an embodiment shown in FIG.
(2), a conductive roll base material (3) into which the base material (3) is inserted, a protective coating (4) formed on the surface of the base material (3) if necessary, and an electric resistance adjustment formed thereon. (5).
As the shaft (2), a rod or pipe made of metal such as stainless steel or aluminum is used. The roll (1)
The base material (3) is made of a urethane resin composition which is a reaction product of a polyol and a diisocyanate.
【0011】上記ポリオールとしては、ポリエーテル系
ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ポカーボネー
ト系ポリオール等が例示されるが、特に望ましいポリオ
ールとしては水素化ヒマシ油ポリオールである。該水素
化ヒマシ油ポリオールを使用すると、ウレタン樹脂を特
に軟質にすることが出来る。Examples of the polyol include polyether-based polyols, polyester-based polyols, and polycarbonate-based polyols. Particularly preferred polyols are hydrogenated castor oil polyols. Use of the hydrogenated castor oil polyol can make the urethane resin particularly soft.
【0012】上記ポリオール以外、反応性希釈剤として
脂肪族系ジオール等、また導電性粉末の分散効果向上の
ために界面活性剤等の分散剤が添加されてもよい。In addition to the above polyols, a reactive diluent such as an aliphatic diol and a dispersant such as a surfactant may be added to improve the dispersing effect of the conductive powder.
【0013】上記ジイソシアナートとしては、例えばト
リレンジイソシアナート、パラフェニレンジイソシアナ
ート、2,4−トルエンジイソシアナート、2,6−ト
ルエンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナ
ート、1,4−ナフタレンジイソシアナート、4,4’
−ジフェニルジイソシアナート、4,4’−ジフェニル
メタンジイソシアナート、3,3’−ジメチル−4,
4’−ジフェニルジイソシアナート、3,3’−ジメチ
ル−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナート、
3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジフェニルジイソシ
アナート、2−クロロ−1,4−フェニルジイソシアナ
ート、1−クロロ−2,4−フェニレンジイソシアナー
ト、m−フェニレンジイソシアナート、p−フェニレン
ジイソシアナート、2,2’,5,5’−テトラメチル
−4,4’−ビフェニレンジイソシアナート、m−キシ
リレンジイソシアナート、ω−キシリレンジイソシアナ
ート、ω’−キシリレンジイソシアナート等が例示され
る。The diisocyanate includes, for example, tolylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,4- Naphthalene diisocyanate, 4,4 '
-Diphenyl diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,
4'-diphenyl diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenylmethane diisocyanate,
3,3′-dimethoxy-4,4′-diphenyldiisocyanate, 2-chloro-1,4-phenyldiisocyanate, 1-chloro-2,4-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,2 ', 5,5'-tetramethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, ω-xylylene diisocyanate, ω'-xylylene diisocyanate Nart and the like are exemplified.
【0014】本発明では上記ポリオールと、上記ジイソ
シアナートとを混合して一段階で反応させ所望なれば金
属系触媒、アミン系触媒、カルボン酸アミン塩触媒等の
ウレタン化触媒を使用することが出来る。In the present invention, the above polyol and the above diisocyanate are mixed and reacted in one step, and if desired, a urethanization catalyst such as a metal catalyst, an amine catalyst or a carboxylic acid amine salt catalyst may be used. I can do it.
【0015】上記ウレタン樹脂組成物には耐圧性を高く
するため中空ガラス(6) および熱膨張型マイクロカプセ
ル(7) が混合分散される。A hollow glass (6) and a heat-expandable microcapsule (7) are mixed and dispersed in the urethane resin composition to increase the pressure resistance.
【0016】上記樹脂組成物に基材(3) に混合分散され
る中空ガラス(6) としては、特にホウケイ酸ガラスから
なる中空ガラス(6) が望ましい。該中空ガラス(6) の平
均粒子径は約20〜60μmであるが、望ましい粒子径
は約40μmである。As the hollow glass (6) mixed and dispersed in the resin composition in the substrate (3), a hollow glass (6) made of borosilicate glass is particularly desirable. The average particle size of the hollow glass (6) is about 20 to 60 .mu.m, and a desirable particle size is about 40 .mu.m.
【0017】また上記ウレタン樹脂組成物に混合分散さ
せる熱膨張型マイクロカプセル(7)としては、イソブタ
ン(沸点−12℃)、ノルマルブタン(沸点−5℃)、
エチルメチルエーテル(沸点 7℃)、イソペンタン
(沸点27.85℃)等の望ましくは沸点−15℃〜3
0℃の範囲の液状の低沸点溶剤を熱可塑性樹脂のカプセ
ル中に充填したものがある。該熱可塑性樹脂としては上
記溶剤に難溶または不溶のものが望ましく、また軟化点
は200℃以下のものが望ましい。該熱可塑性樹脂を上
記溶剤に難溶または不溶にするには、例えばアクリロニ
トリル、メタクリロニトリル等のニトリル系ビニル単量
体を共重合させる。望ましい熱可塑性樹脂としては、例
えばメチルメタクリレート−アクリロニトリル共重合
体、メチルメタクリレート−アクリロニトリル−メタク
リロニトリル共重合体等がある。上記マイクロカプセル
(7) の平均粒径は通常約10〜20μmとされ加熱によ
り約50〜120μmに膨張するもの(完全に膨張した
時には体積が40倍以上になるもの)であり、通常該ウ
レタン樹脂組成物に0.5〜3重量%添加される。上記
熱膨張型マイクロカプセル(7) は未膨張状態、加熱膨張
状態、あるいは未膨張状態のものと加熱膨張状態のもの
とを混合して上記ウレタン樹脂組成物に添加される。The thermal expansion type microcapsules (7) to be mixed and dispersed in the urethane resin composition include isobutane (boiling point -12 ° C.), normal butane (boiling point -5 ° C.),
Desirable boiling points such as ethyl methyl ether (boiling point 7 ° C) and isopentane (boiling point 27.85 ° C)
Some capsules are filled with a thermoplastic resin capsule containing a liquid low-boiling solvent in the range of 0 ° C. The thermoplastic resin is preferably one that is hardly soluble or insoluble in the above-mentioned solvents, and one having a softening point of 200 ° C. or less. In order to make the thermoplastic resin hardly soluble or insoluble in the above solvent, a nitrile vinyl monomer such as acrylonitrile and methacrylonitrile is copolymerized. Desirable thermoplastic resins include, for example, methyl methacrylate-acrylonitrile copolymer and methyl methacrylate-acrylonitrile-methacrylonitrile copolymer. The above microcapsules
The average particle size of (7) is usually about 10 to 20 μm, and expands to about 50 to 120 μm by heating (when fully expanded, the volume becomes 40 times or more). 0.5 to 3% by weight is added. The heat-expandable microcapsules (7) are added to the urethane resin composition in an unexpanded state, a heat-expanded state, or a mixture of an unexpanded state and a heat-expanded state.
【0018】上記ウレタン樹脂組成物を導電性ロール
(1) の基材(3) とするために、該組成物には更にカーボ
ンブラック、黒鉛、金属粉等の導電性粉末が添加され、
ロール(1) の抵抗値を例えば102 〜1010Ωに調節さ
れる。更に該組成物にはポリジメチルシロキサン等のポ
リシロキサン等の第三成分の若干量が添加されてもよ
い。該ポリシロキサンを組成物に添加すれば離型性が向
上する。The above-mentioned urethane resin composition is used as a conductive roll.
In order to make the base material (3) of (1), the composition is further added with conductive powder such as carbon black, graphite, and metal powder,
The resistance value of the roll (1) is adjusted to, for example, 10 2 to 10 10 Ω. Further, a slight amount of a third component such as polysiloxane such as polydimethylsiloxane may be added to the composition. When the polysiloxane is added to the composition, the releasability is improved.
【0019】導電性ロール(1) は上記ウレタン樹脂組成
物の原料に上記中空ガラス(6) 、熱膨張型マイクロカプ
セル(7) および導電剤を所定量添加混合分散せしめて軸
体(2) をインサートした成形型に注入し反応硬化させる
ことによってロール基材(3)を製造し、このようにして
得られたロール基材(3) の表面には所望なればゾル−ゲ
ル法によって無機酸化物被膜および/または無機−有機
ハイブリッド被膜からなる保護被膜(4) を形成し、更に
その上に電気抵抗調整層(5) を形成する。The conductive roll (1) is prepared by adding a predetermined amount of the hollow glass (6), the heat-expandable microcapsules (7) and the conductive agent to the raw material of the urethane resin composition and mixing and dispersing the raw material to form the shaft (2). A roll substrate (3) is produced by injecting into an inserted mold and reaction-curing, and the surface of the roll substrate (3) thus obtained is coated with an inorganic oxide by a sol-gel method if desired. A protective film (4) comprising a film and / or an inorganic-organic hybrid film is formed, and an electric resistance adjusting layer (5) is further formed thereon.
【0020】ゾル−ゲル法によって無機酸化物被膜を形
成する場合は例えば金属陽イオンまたは金属アルコキシ
ドを加水分解することによって調製される。本発明の場
合、上記無機酸化物被膜としてはAl,Si,Ti,
V,Mn,Fe,Co,Zn,Ge,Y,Zr,Nb,
Cd,Ta等の金属酸化物、あるいはインジウムチンオ
キサイド(ITO)等が単独または二種以上混合して使
用される。金属アルコキシドを使用して上記無機酸化物
被膜を形成する場合には、上記金属のメトキシド、エト
キシド、プロポキシド、ブトキシド、あるいは上記アル
コキシ基の一部をβ−ジケトン、β−ケトエステル、ア
ルカノールアミン、アルキルアルカノールアミン等で置
換したアルコキシド誘導体等が単独または二種以上混合
して使用される。When the inorganic oxide film is formed by the sol-gel method, it is prepared, for example, by hydrolyzing a metal cation or a metal alkoxide. In the case of the present invention, as the inorganic oxide film, Al, Si, Ti,
V, Mn, Fe, Co, Zn, Ge, Y, Zr, Nb,
Metal oxides such as Cd and Ta, or indium tin oxide (ITO) and the like are used alone or in combination of two or more. When the metal oxide is used to form the inorganic oxide film, the metal methoxide, ethoxide, propoxide, butoxide, or a part of the alkoxy group may be β-diketone, β-ketoester, alkanolamine, or alkyl. An alkoxide derivative substituted with an alkanolamine or the like is used alone or as a mixture of two or more.
【0021】上記金属陽イオンまたは金属アルコキシド
を加水分解する場合には、上記金属陽イオンまたは金属
アルコキシドを溶媒に分散または溶解する。この場合用
いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソ
プロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチ
ルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族
類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等の酢酸エステル類、
アセト酢酸エチル等の酢酸エステル誘導体、セロソルブ
アセテート、n−ブチルセロソルブ等のセロソルブ類等
の該金属陽イオンまたは金属陽イオンを均一に分散ある
いは溶解することが出来る有機溶媒の単独または二種以
上の混合物を選択する。When hydrolyzing the metal cation or metal alkoxide, the metal cation or metal alkoxide is dispersed or dissolved in a solvent. As the solvent used in this case, methanol, ethanol, alcohols such as isopropanol, acetone, ketones such as methyl ethyl ketone, aromatics such as toluene and xylene, ethyl acetate, acetates such as n-butyl acetate,
An acetate derivative such as ethyl acetoacetate, a metal cation such as cellosolve acetate, cellosolves such as n-butyl cellosolve, or an organic solvent capable of uniformly dispersing or dissolving the metal cation, or a mixture of two or more thereof. select.
【0022】上記溶媒中で上記金属陽イオンまたは金属
アルコキシドを加水分解するには、該溶液または分散液
を水存在下に攪拌する。この場合加水分解促進剤として
塩酸、リン酸、酢酸等の酸を使用することも出来る。し
かし酸触媒は形成される保護被膜(4) の電気特性に影響
するのでTi,Al,Zr等のイオンまたはアルコキシ
ドの場合には加水分解速度が大きいので酸触媒を使用す
る必要はない。In order to hydrolyze the metal cation or metal alkoxide in the solvent, the solution or dispersion is stirred in the presence of water. In this case, an acid such as hydrochloric acid, phosphoric acid or acetic acid can be used as a hydrolysis accelerator. However, since the acid catalyst affects the electrical characteristics of the formed protective film (4), it is not necessary to use an acid catalyst in the case of ions or alkoxides such as Ti, Al, and Zr because the hydrolysis rate is high.
【0023】ゾル−ゲル法によって無機−有機ハイブリ
ッド被膜を形成する場合には、有機成分として更に有機
金属化合物を添加するが、本発明の場合には有機ケイ素
化合物あるいはフッ素置換有機ケイ素化合物を選択する
ことが望ましい。When an inorganic-organic hybrid film is formed by the sol-gel method, an organic metal compound is further added as an organic component. In the present invention, an organic silicon compound or a fluorine-substituted organic silicon compound is selected. It is desirable.
【0024】上記有機ケイ素化合物としては、例えば、
ジアルキルジアルコキシシラン、末端シラノールポリジ
メチルシロキサン等を使用することができる。該ジアル
キルジアルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチル
ジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエ
チルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ
エチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラ
ン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキ
シシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプロピル
ジブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフ
ェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラ
ン、ジフェニルジブトキシシラン等が挙げられる。上記
末端シラノールポリジメチルシロキサンは、分子量が4
00〜6000であるのものが好ましい。また、上記フ
ッ素置換有機ケイ素化合物としては、上記有機ケイ素化
合物のアルキル基の水素をフッ素で置換したものを例示
することができる。そのような化合物としては、例え
ば、CF3CH2CH2−Si(OC2H5)3 等が挙げら
れる。The above-mentioned organosilicon compound includes, for example,
Dialkyl dialkoxysilane, terminal silanol polydimethylsiloxane, and the like can be used. Examples of the dialkyldialkoxysilane include, for example, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldipropoxysilane, dimethyldibutoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldipropoxysilane, diethyldibutoxysilane, dipropyl Examples include dimethoxysilane, dipropyldiethoxysilane, dipropyldipropoxysilane, dipropyldibutoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldipropoxysilane, diphenyldibutoxysilane, and the like. The terminal silanol polydimethylsiloxane has a molecular weight of 4
What is 00-6000 is preferable. Examples of the fluorine-substituted organosilicon compound include those obtained by substituting hydrogen in the alkyl group of the organosilicon compound with fluorine. Such compounds include, for example, CF 3 CH 2 CH 2 -Si (OC 2 H 5) 3 and the like.
【0025】上記金属陽イオンまたは金属アルコキシド
(無機成分)の分散液または溶液に上記有機金属化合物
(有機成分)を添加する場合には、有機成分のモル比が
0.1〜0.7の範囲になるように設定することが望ま
しい。有機成分のモル比が上記範囲を下回ると形成され
る被膜の可撓性、密着性が不足することがあり、上記範
囲を上回ると後記する無機成分と有機成分との反応物が
ゲル化しなくなる場合がある。When the organic metal compound (organic component) is added to a dispersion or solution of the metal cation or metal alkoxide (inorganic component), the molar ratio of the organic component is in the range of 0.1 to 0.7. It is desirable to set so that When the molar ratio of the organic component is less than the above range, the flexibility of the formed film and the adhesion may be insufficient, and when the molar ratio of the organic component exceeds the above range, a reaction product of an inorganic component and an organic component described below does not gel. There is.
【0026】上記無機成分と有機成分とを含む分散液ま
たは溶液は無機成分単独の場合と同様水存在下の攪拌に
より、あるいは加水分解促進剤を入れて攪拌することに
よって加水分解され、同時に無機成分と有機成分とが反
応して無機−有機ハイブリッド被膜が形成される。例え
ば金属アルコキシドと有機ケイ素化合物あるいはフッ素
置換有機ケイ素化合物の場合には、金属アルコキシドの
アルコキシ基が加水分解されて水酸基が生成し、一方有
機ケイ素化合物のアルコキシ基も加水分解されてシラノ
ール基となり(末端シラノールポリジメチルシロキサン
の場合はそのまゝ)、上記無機成分の水酸基と上記有機
成分のシラノール基とが縮合反応により結合してハイブ
リッド化が行われる。The dispersion or solution containing the above-mentioned inorganic component and organic component is hydrolyzed by stirring in the presence of water as in the case of the inorganic component alone or by adding a hydrolysis accelerator and stirring. React with the organic component to form an inorganic-organic hybrid coating. For example, in the case of a metal alkoxide and an organosilicon compound or a fluorine-substituted organosilicon compound, the alkoxy group of the metal alkoxide is hydrolyzed to generate a hydroxyl group, while the alkoxy group of the organosilicon compound is also hydrolyzed to a silanol group (terminal In the case of silanol polydimethylsiloxane, the hydroxyl group of the above-mentioned inorganic component and the silanol group of the above-mentioned organic component are combined by a condensation reaction to perform hybridization.
【0027】上記方法によって調製されたゾルは、ロー
ル基材(3) 表面にディッピング、スプレー、ロールコー
ティング、フローコーティング等の周知の塗布方法で塗
布されゲル化せしめられる。上記ゾルのロール基材(3)
表面への塗布は数回繰り返し行なわれてもよい。このゾ
ルゲル変換は単にゾル塗布層を自然乾燥あるいは60〜
450℃の範囲の温度に加熱して20秒〜10時間の加
熱乾燥によって行うのが一般的である。このようにして
ロール基材(3) の表面には保護被膜(4) が形成される
が、該保護被膜(4) の膜厚は通常0.1〜10.0μm
の厚さとする。The sol prepared by the above method is applied to the surface of the roll substrate (3) by a well-known coating method such as dipping, spraying, roll coating, flow coating and the like, and is gelled. Roll base material of the above sol (3)
The application to the surface may be repeated several times. This sol-gel conversion simply involves drying the sol coating layer naturally or
It is common to heat to a temperature in the range of 450 ° C. and heat and dry for 20 seconds to 10 hours. Thus, the protective film (4) is formed on the surface of the roll substrate (3), and the film thickness of the protective film (4) is usually 0.1 to 10.0 μm.
Thickness.
【0028】電気抵抗調整層(5) を形成するにはウレタ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂ま
たは熱硬化性樹脂の一種もしくは二種以上、あるいはエ
ピクロルヒドリンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン
ゴム、シリコン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン
共重合体ゴム、ポリノルボーネンゴム等のゴムの一種も
しくは二種以上、あるいは上記樹脂の一種もしくは二種
以上と上記ゴムの一種もしくは二種以上の混合物を有機
溶剤に溶解させる等して調製した溶液に前記した導電性
粉体を混合したものを塗布乾燥させる。In order to form the electric resistance adjusting layer (5), one or more of a thermoplastic resin such as a urethane resin, a polyester resin, a melamine resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyamide resin or a thermosetting resin, or Epichlorohydrin rubber, ethylene-propylene-diene rubber, silicone rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, one or more rubbers such as polynorbornene rubber, or one or more of the above resins and one or more of the above rubbers A solution prepared by dissolving a mixture of two or more kinds in an organic solvent or the like and mixing the above-described conductive powder with the solution is applied and dried.
【0029】また他の実施形態として図2に示すよう
に、導電性ロール(1A)を、上記ウレタン樹脂組成物の原
料に導電剤および中空体として中空ガラス(6) のみを所
定量添加混合分散せしめて軸体(2) をインサートした成
形型に注入し反応硬化させることによってロール基材(3
A)を製造してもよい。更に所望により、得られたロール
基材(3A)の表面にはゾル−ゲル法によって無機酸化物被
膜および/または無機−有機ハイブリッド被膜からなる
保護被膜(4) を形成し、更にその上に電気抵抗調整層
(5) を形成してもよい。As another embodiment, as shown in FIG. 2, a conductive roll (1A) is added to a raw material of the urethane resin composition and a predetermined amount of a conductive agent and only a hollow glass (6) as a hollow body are mixed and dispersed. At the very least, the shaft (2) is injected into the inserted mold and cured by reaction to form a roll substrate (3).
A) may be manufactured. Further, if desired, a protective film (4) composed of an inorganic oxide film and / or an inorganic-organic hybrid film is formed on the surface of the obtained roll substrate (3A) by a sol-gel method, and further, an electric Resistance adjustment layer
(5) may be formed.
【0030】〔実施例1〕下記の組成の配合物を軸体を
インサートした成形型に充填し、約100〜150℃に
加熱して該配合物を硬化せしめて導電性ロールを製造す
る。 水素化ヒマシ油ポリオール 100 重量部 ジフェニルメタンジイソシアナート 13. 43重量部 ジブチルスズジラウレート 0. 03重量部 イオン系界面活性剤 0. 15重量部 カーボンブラック 7. 5 重量部 中空ガラス*1 3 重量部 熱膨張型マイクロカプセル*2 1 重量部 *1 中空ガラス:フジバルーンS−45、富士シリアル化学社製、平均粒子径 約40μmのホウケイ酸ガラス中空体 *2 熱膨張型マイクロカプセル:エクスパンセル051DE、エクスパンセル 社製、平均粒子径約50μmExample 1 A composition having the following composition was charged into a mold having a shaft inserted therein, and heated to about 100 to 150 ° C. to cure the composition to produce a conductive roll. Hydrogenated castor oil polyol 100 parts by weight Diphenylmethane diisocyanate 13.43 parts by weight Dibutyltin dilaurate 0.03 parts by weight Ionic surfactant 0.15 parts by weight Carbon black 7.5 parts by weight Hollow glass * 13 parts by weight Thermal expansion type microcapsules * 2 1 part by weight * 1 hollow glass: Fuji balloon S-45, Fuji serial chemical Co. Ltd., average particle diameter of about 40μm borosilicate hollow glass * 2 thermal expansion microcapsules: Expancel 051DE, Aix Pancel, average particle size about 50μm
【0031】上記実施例1で得られた導電性ロール(実
施例1)の体積抵抗率は、4. 76log Ω・cmであっ
た。The volume resistivity of the conductive roll (Example 1) obtained in Example 1 was 4.76 log Ω · cm.
【0032】〔実施例2〕下記の組成の配合物を軸体を
インサートした成形型に充填し、約100〜150℃に
加熱して該配合物を硬化せしめて導電性ロールを製造す
る。 水素化ヒマシ油ポリオール 100 重量部 ジフェニルメタンジイソシアナート 13. 43重量部 ジブチルスズジラウレート 0. 03重量部 イオン系界面活性剤 0. 15重量部 カーボンブラック 7. 5 重量部 中空ガラス*1 7. 5 重量部 *1 中空ガラス:実施例1と同一Example 2 A composition having the following composition was charged into a mold having a shaft inserted therein, and heated to about 100 to 150 ° C. to cure the composition to produce a conductive roll. Hydrogenated castor oil polyol 100 parts by weight Diphenylmethane diisocyanate 13.43 parts by weight Dibutyltin dilaurate 0.03 parts by weight Ionic surfactant 0.15 parts by weight Carbon black 7.5 parts by weight Hollow glass * 1 7.5 parts by weight * 1 Hollow glass: same as in Example 1
【0033】上記実施例2で得られた導電性ロール(実
施例2)の体積抗率は4. 74logΩ・cmであった。The volume resistivity of the conductive roll (Example 2) obtained in Example 2 was 4.74 log Ω · cm.
【0034】〔比較例〕下記の組成の配合物を軸体をイ
ンサートした成形型に充填し、約100〜150℃に加
熱して該配合物を硬化せしめて導電性ロールを製造す
る。 水素化ヒマシ油ポリオール 100 重量部 ジフェニルメタンジイソシアナート 13. 43重量部 ジブチルスズジラウレート 0. 03重量部 イオン系界面活性剤 0. 15重量部 カーボンブラック 7. 5 重量部 熱膨張型マイクロカプセル*2 1 重量部 *2 熱膨張型マイクロカプセル:上記実施例1と同一[Comparative Example] A composition having the following composition was filled in a mold having a shaft inserted therein, and heated to about 100 to 150 ° C to cure the composition to produce a conductive roll. Hydrogenated castor oil polyol 100 parts by weight Diphenylmethane diisocyanate 13.43 parts by weight Dibutyltin dilaurate 0.03 parts by weight Ionic surfactant 0.15 parts by weight Carbon black 7.5 parts by weight Thermal expansion type microcapsule * 21 1 part by weight Part * 2 Thermal expansion type microcapsule: same as in Example 1 above
【0035】上記比較例で得られた導電性ロール(比較
例)の体積抵抗率は、4. 49logΩ・cmであった。The volume resistivity of the conductive roll (comparative example) obtained in the above comparative example was 4.49 log Ω · cm.
【0036】〔試験〕上記実施例1、2および比較例で
得られた導電性ロールの耐圧性(V)を評価するために
試験を行なった。耐圧性試験の方法を以下説明する。[Test] A test was conducted to evaluate the pressure resistance (V) of the conductive rolls obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example. The method of the pressure resistance test will be described below.
【0037】幅0. 5mm、直径10〜14mmの電極
(8) を、導電性ロール(1) 上に接触させ、該導電性ロー
ル(1) の回転にともなって(図中矢印イの回転方向、3
0〜150rpm)、電極(8) が回転(図中矢印ロの回
転方向)出来るようにし、更に導電性ロール(1) および
電極(8) に高圧電源(9) を接続して電圧を印加する。導
電性ロール(1) および電極(8) 間に所定電圧(V)を3
0秒間印加して、絶縁破壊(過剰な電流および導電性ロ
ール(1) の破損)が観測されなければ、導電性ロール
(1) は該所定電圧において耐圧性を有すると判断する。
該導電性ロール(1) は更に印加する電圧を大きくして耐
圧性の有無の判断を行う。なお印加する電圧は100V
刻みで増加させ、また各印加電圧毎に導電性ロール(1)
上の電極(8) の設定位置を変える。Electrodes having a width of 0.5 mm and a diameter of 10 to 14 mm
(8) is brought into contact with the conductive roll (1), and with the rotation of the conductive roll (1) (the direction of rotation indicated by arrow A in FIG.
(0-150 rpm), allowing the electrode (8) to rotate (in the direction of arrow B in the figure), and applying a voltage by connecting a high-voltage power supply (9) to the conductive roll (1) and the electrode (8). . Apply a predetermined voltage (V) between the conductive roll (1) and the electrode (8).
Apply for 0 seconds, and if no dielectric breakdown (excessive current and breakage of conductive roll (1)) is observed,
(1) is determined to have a withstand voltage at the predetermined voltage.
The conductive roll (1) further determines the presence or absence of pressure resistance by increasing the applied voltage. The applied voltage is 100V
Conductive roll (1)
Change the setting position of the upper electrode (8).
【0038】導電性ロール(1) の耐圧性(V)とは、上
記試験において耐圧性を有すると判断された導電性ロー
ル(1) に印加された電圧において、最も大きな電圧のこ
とである。導電性ロール(実施例1、実施例2および比
較例)について上記試験を行なって耐圧性(V)を評価
した。その結果は表1に示す。The pressure resistance (V) of the conductive roll (1) is the largest voltage applied to the conductive roll (1) determined to have pressure resistance in the above test. With respect to the conductive rolls (Example 1, Example 2, and Comparative Example), the above test was performed to evaluate the pressure resistance (V). The results are shown in Table 1.
【0039】[0039]
【表1】 [Table 1]
【0040】表1によれば、中空ガラスが添加された導
電性ロール(実施例1)の耐圧性は、熱膨張型マイクロ
カプセルのみが添加された導電性ロールの耐圧性よりも
飛躍的に高くなっていることがわかる。また実施例2の
ように中空体として中空ガラスのみ導電性ロールに所定
量添加した場合にあっては、最も良好な耐圧性が得られ
ることがわかる。According to Table 1, the pressure resistance of the conductive roll to which the hollow glass was added (Example 1) was significantly higher than the pressure resistance of the conductive roll to which only the thermal expansion type microcapsules were added. You can see that it is. Also, when only a predetermined amount of hollow glass is added to the conductive roll as a hollow body as in Example 2, it can be seen that the best pressure resistance is obtained.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明によって、導電性ロール基材に中
空ガラスを配合することで、十分な導電性およびを耐圧
性を確保した導電性ロール基材が提供される。According to the present invention, a conductive roll base material having sufficient conductivity and pressure resistance is provided by blending hollow glass with the conductive roll base material.
【図1】一実施形態の導電性ロールの横断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a conductive roll according to an embodiment.
【図2】他の実施形態の導電性ロールの横断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of a conductive roll according to another embodiment.
【図3】耐圧性試験方法説明図FIG. 3 is an explanatory view of a pressure resistance test method.
1 導電性ロール 2 軸体 3 導電性ロール基材 4 保護被膜 5 電気抵抗調整層 6 中空ガラス 7 熱膨張型マイクロカプセル 1 Conductive roll 2 Shaft 3 Conductive roll base 4 Protective coating 5 Electric resistance adjusting layer 6 Hollow glass 7 Thermal expansion type microcapsule
───────────────────────────────────────────────────── 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) C08K 3/00 C08K 3/00 4F074 7/28 7/28 4J002 C08L 75/04 C08L 75/04 G03G 15/02 101 G03G 15/02 101 15/08 501 15/08 501D 21/10 21/00 312 (72)発明者 鈴木 隆士 三重県鈴鹿市伊船町1900番地 鈴鹿富士ゼ ロックス株式会社内 (72)発明者 信藤 卓也 三重県鈴鹿市伊船町1900番地 鈴鹿富士ゼ ロックス株式会社内 Fターム(参考) 2H003 BB11 CC05 2H034 BC03 BC04 2H077 AD06 EA15 FA11 FA26 FA27 3J103 AA02 AA15 AA24 AA33 AA41 AA51 AA71 BA31 BA41 EA20 GA02 GA52 GA57 GA64 HA03 HA04 HA05 HA12 HA15 HA20 HA33 HA37 HA48 HA52 HA60 4F006 AA37 AB74 BA02 CA01 DA04 4F074 AA78 AC01 AC02 AG08 BA35 BA37 BA38 BA91 CB62 CB83 DA59 4J002 CK021 DA028 DA038 DA068 DL007 FA107 FD118 FD326──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08K 3/00 C08K 3/00 4F074 7/28 7/28 4J002 C08L 75/04 C08L 75/04 G03G 15 / 02 101 G03G 15/02 101 15/08 501 15/08 501D 21/10 21/00 312 (72) Inventor Takashi Suzuki 1900, Ifuna-cho, Suzuka-shi, Mie Suzuka Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Shinto Takuya 1900, Ifuna-cho, Suzuka-shi, Mie F-term (reference) in Suzuka Fuji Xerox Co., Ltd. HA05 HA12 HA15 HA20 HA33 HA37 HA48 HA52 HA60 4F006 AA37 AB74 BA02 CA01 DA04 4F074 AA78 AC01 AC02 AG08 BA35 BA37 BA38 BA91 CB62 CB83 DA59 4J002 CK021 DA028 DA038 DA068 DL007 FA107 FD118 FD326
Claims (6)
空ガラスとを混合分散したウレタン樹脂組成物に導電性
粉末を混合した導電性ロール基材と、該基材中心部に挿
着されている軸体とからなることを特徴とする導電性ロ
ール1. A conductive roll base material obtained by mixing a conductive powder with a urethane resin composition obtained by mixing and dispersing a thermally expanded material of a heat-expandable microcapsule and a hollow glass; Conductive roll, comprising a shaft body
成物に導電性粉末を混合した導電性ロール基材と、該基
材中心部に挿着されている軸体とからなることを特徴と
する導電性ロール2. A conductive roll base material in which conductive powder is mixed in a urethane resin composition in which hollow glass is mixed and dispersed, and a shaft inserted in the center of the base material. Conductive roll
リオールとジイソシアナートとの反応によって得られる
ものである請求項1および2に記載の導電性ロール3. The conductive roll according to claim 1, wherein the urethane resin composition is obtained by reacting a hydrogenated castor oil polyol with a diisocyanate.
求項1〜3に記載の導電性ロール4. The conductive roll according to claim 1, wherein said hollow glass is borosilicate glass.
法によって無機酸化物被膜および/または無機−有機ハ
イブリッド被膜からなる保護被膜が形成されている請求
項1〜4に記載の導電性ロール5. A conductive film according to claim 1, wherein a protective film comprising an inorganic oxide film and / or an inorganic-organic hybrid film is formed on the surface of said conductive roll substrate by a sol-gel method. Sex roll
が設けられている請求項5に記載の導電性ロール6. The conductive roll according to claim 5, wherein an electric resistance adjusting layer is further provided on the surface of the roll base material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000175170A JP2001355628A (en) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Conductive roller |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009227867A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Japan Aerospace Exploration Agency | Foam sheet, and manufacturing method therefor |
JP2017524801A (en) * | 2014-08-14 | 2017-08-31 | アルテコ コリア カンパニー リミテッド | Conductive composite and method for producing the same |
US10459356B2 (en) | 2016-10-07 | 2019-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus |
-
2000
- 2000-06-12 JP JP2000175170A patent/JP2001355628A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
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JP2009227867A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Japan Aerospace Exploration Agency | Foam sheet, and manufacturing method therefor |
JP2017524801A (en) * | 2014-08-14 | 2017-08-31 | アルテコ コリア カンパニー リミテッド | Conductive composite and method for producing the same |
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