JP2002333751A - 半導電性ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性付与剤を含む硬化性組成物により導電
性弾性層を形成した半導電性ローラで、容易に半導電性
領域に抵抗をコントロール可能で、かつ電気特性のサン
プル間ばらつきおよび電圧依存性が極めて小さい半導電
性ローラを提供する。 【解決手段】 金属製シャフトの周りに、（Ａ）分子中
に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニ
ル基を有するオキシプロピレン系重合体などのオキシア
ルキレン系重合体、（Ｂ）ポリオルガノハイドロジェン
シロキサンなど分子中に少なくとも２個のヒドロシリル
基を有する化合物、（Ｃ）ヒドロシリル化触媒、（Ｄ）
金属塩、好ましくはリチウム塩などのアルカリ金属塩、
を必須成分とする硬化性組成物を硬化させた半導電性弾
性層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導電性ローラに関
する。さらに詳しくは、金属製シャフトの周りに導電性
弾性層を形成してなり、例えば電子写真方式を採用した
画像記録装置に組み込まれるローラとして用いられる半
導電性ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂マトリクスに導電性付与剤を添加し
て導電性を付与するという手法は極めて一般的である
が、電気特性を半導電性領域にコントロールするのは困
難であり、また、カーボンブラックなどの導電性フィラ
ーによる導電性付与技術では、系中での均一分散が難し
い。このため、従来においては、金属製シャフトの周り
に、導電性付与剤を添加した樹脂マトリクスからなる導
電性弾性層を形成して得られる導電性ローラの抵抗値を
半導電性領域にコントロールするのが困難であるだけで
なく、その電気特性のサンプル間ばらつきや電圧依存性
がしばしば問題となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる実状
を鑑みてなされたものであり、導電性付与剤を添加した
樹脂マトリクスにより金属製シャフトの周りに導電性弾
性層を形成してなる半導電性ローラとして、容易に半導
電性領域に抵抗をコントロール可能であり、しかも発現
される電気特性のサンプル間ばらつきおよび電圧依存性
が極めて小さい半導電性ローラを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ね、分子中に少なくとも１個の
ヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシ
アルキレン系重合体、分子中に少なくとも２個のヒドロ
シリル基を有する化合物、ヒドロシリル化触媒および金
属塩を必須成分とする硬化性組成物を用いて、金属製シ
ャフトの周りに半導電性弾性層を形成して半導電性ロー
ラを製造することで、得られるローラの半導電性領域へ
のコントロールが容易で、かつ電気特性のサンプル間ば
らつきおよび電圧依存性を極めて小さくすることが可能
となることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち、本発明は、（Ａ）分子中に少な
くとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を
有するオキシアルキレン系重合体、（Ｂ）分子中に少な
くとも２個のヒドロシリル基を有する化合物、（Ｃ）ヒ
ドロシリル化触媒および（Ｄ）金属塩、を必須成分とす
る硬化性組成物を硬化させて得られる半導電性弾性層を
金属製シャフトのまわりに少なくとも１層形成してなる
半導電性ローラに関するものである。

【０００６】前記（Ａ）成分の重合体としては、ヒドロ
シリル化反応可能なアルケニル基を分子末端に有する重
合体が好ましく、また、（Ａ）成分の重合体の数平均分
子量は１０００〜５００００の範囲内であることが好ま
しく、さらに、（Ａ）成分の重合体がオキシプロピレン
系重合体であることが好ましい。

【０００７】前記（Ｂ）成分の化合物としては、平均し
て１分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する
ポリオルガノハイドロジェンシロキサンが好ましい。

【０００８】前記（Ｄ）成分の金属塩としては、アルカ
リ金属塩が好ましく、アルカリ金属塩の中でもリチウム
塩が好ましく、さらには、リチウムイオン（Ｌｉ⁺）の
対イオンが、ＣｌＯ₄ ^-、Ｆ^-、Ｃｌ^-、Ｉ^-、ＢＦ₄ ^-、Ｐ
Ｆ₆ ^-、ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-からなる群より選ばれる少なくとも
１つであるリチウム塩であることがより好ましい。ま
た、硬化性組成物中における（Ｄ）成分の濃度は、５．
０×１０^-7ｍｏｌ／ｇ以上、１．０×１０^-3ｍｏｌ／ｇ
以下であることが好ましい。

【０００９】本発明の半導電性ローラは、２３℃、相対
湿度５５％の環境下において１００〜１０００Ｖの範囲
内の任意の直流電圧を印加して測定したローラ抵抗を１
０⁴Ω〜１０¹⁰Ωの範囲内にコントロールすることがで
きる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の（Ａ）成分は、分子中に
少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル
基を有するオキシアルキレン系重合体である。

【００１１】本発明におけるオキシアルキレン系重合体
とは、主鎖を構成する単位のうち３０％以上、好ましく
は５０％以上がオキシアルキレン単位からなる重合体を
いい、オキシアルキレン単位以外に含有される単位とし
ては、重合体製造時の出発物質として使用される、活性
水素を２個以上有する化合物、たとえば、エチレングリ
コール、ビスフェノール系化合物、グリセリン、トリメ
チロールプロパン、ペンタエリスリトールなどからの単
位が挙げられる。本発明においては、入手性の点などか
ら、特に、オキシプロピレン系重合体が好ましい重合体
として挙げられる。なお、オキシプロピレン系重合体の
場合には、エチレンオキシド、ブチレンオキシドなどか
らなる単位との共重合体（グラフト重合体も含む）であ
ってもよい。

【００１２】また、アルケニル基とは、ヒドロシリル化
反応に対して活性のある炭素−炭素２重結合を含む基で
あれば特に制限されるものではない。アルケニル基とし
ては、ビニル基、アリル基、メチルビニル基、プロペニ
ル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などの
脂肪族不飽和炭化水素基、シクロプロペニル基、シクロ
ブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基
などの環式不飽和炭化水素基、メタクリル基などが挙げ
られる。オキシアルキレン系重合体のアルケニル基の数
は、硬化剤である（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応する
ために少なくとも１個必要であるが、良好なゴム弾性を
得る観点からは、直鎖状分子の場合は、分子の両末端に
２個のアルケニル基を有し、分岐のある分子の場合は、
分子末端に２個以上のアルケニル基を有することが好ま
しい。本発明における（Ａ）成分は、上記ヒドロシリル
化反応可能なアルケニル基を重合体末端に導入されてい
ることが望ましい。このようにアルケニル基が重合体末
端にあるときは、低硬度、高強度のゴム状硬化物が得ら
れやすくなるなどの点から好ましい。

【００１３】また、重合体中にアルケニル基を導入する
方法としては、例えば末端、主鎖あるいは側鎖に水酸
基、アルコキシド基などの官能基を有する有機重合体
に、上記官能基に対して反応性を示す活性基およびアル
ケニル基を有する有機化合物を反応させることによりア
ルケニル基を末端、主鎖あるいは側鎖に導入する方法が
挙げられるが、これに限定されるわけではない。また、
上記官能基に対して反応性を示す活性基およびアルケニ
ル基を有する有機化合物の例としては、アクリル酸、メ
タクリル酸、ビニル酢酸、アクリル酸クロライド、アク
リル酸ブロマイドなどのＣ₃−Ｃ₂₀の不飽和脂肪酸、酸
ハライド、酸無水物などやアリルクロロホルメート（Ｃ
Ｈ₂＝ＣＨＣＨ₂ＯＣＯＣｌ）、アリルブロモホルメート
（ＣＨ₂＝ＣＨＣＨ₂ＯＣＯＢｒ）などのＣ₃−Ｃ₂₀の不
飽和脂肪酸置換炭酸ハライド、アリルクロライド、アリ
ルブロマイド、ビニル（クロロメチル）ベンゼン、アリ
ル（クロロメチル）ベンゼン、アリル（ブロモメチル）
ベンゼン、アリル（クロロメチル）エーテル、アリル
（クロロメトキシ）ベンゼン、１−ブテニル（クロロメ
チル）エーテル、１−ヘキセニル（クロロメトキシ）ベ
ンゼン、アリルオキシ（クロロメチル）ベンゼンなどが
挙げられる。

【００１４】上記のような（Ａ）成分のオキシアルキレ
ン系重合体の分子量としては、反応性、加工性および機
械的特性のバランスをよくする観点から、数平均分子量
（Ｍｎ）で１０００〜５００００、さらには５０００〜
３００００であることが好ましい。数平均分子量が１０
００未満の場合、この硬化性組成物を硬化させた場合に
充分な機械的特性（ゴム硬度、伸び率）などが得られに
くくなる。一方、数平均分子量があまり大きくなりすぎ
ると、分子中に含まれるアルケニル基１個あたりの分子
量が大きくなったり、立体障害で反応性が落ちたりする
ため、硬化が不充分になることが多く、また、組成物の
粘度が高くなりすぎて加工性が悪くなる傾向にある。た
だし、（Ａ）成分を主成分とする樹脂マトリクスの抵抗
値低減のために、数平均分子量が１０００未満のオキシ
アルキレン系重合体を少量添加することは可能である。

【００１５】本発明における（Ｂ）成分は、硬化性組成
物中に硬化剤として使用されるものであり、分子内に２
個以上のヒドロシリル基（ケイ素原子結合水素原子）を
含有するものであれば、制限はない。ここで、ヒドロシ
リル基とはＳｉ−Ｈ結合を有する基を表わすが、本発明
においては、同一ケイ素原子（Ｓｉ）に水素原子（Ｈ）
が２個結合している場合は、ヒドロシリル基２個と計算
する。

【００１６】（Ｂ）成分としては、ポリオルガノハイド
ロジェンシロキサンが好ましいものの一つとして挙げら
れる。ここで言うポリオルガノハイドロジェンシロキサ
ンとは、ケイ素原子上に炭化水素基あるいは水素原子を
有するシロキサン化合物を指す。その構造について具体
的に示すと、

【００１７】

【化１】 （２＜ｍ＋ｎ≦５０、２＜ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖
の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基
を含有してもよい。）

【００１８】

【化２】 （０＜ｍ＋ｎ≦５０、０＜ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖
の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基
を含有してもよい。）

【００１９】

【化３】 （３≦ｍ＋ｎ≦２０、２＜ｍ≦１９、０≦ｎ＜１８、Ｒ
としては主鎖の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上
のフェニル基を含有してもよい。）

【００２０】などで示される鎖状、環状のものや、これ
らのユニットを２個以上有する

【００２１】

【化４】 （１≦ｍ＋ｎ≦５０、１≦ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖
の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基
を含有してもよい。２≦ｌ、Ｒ²は２〜４価の有機基で
あり、Ｒ¹は２価の有機基。ただし、Ｒ¹はＲ²の構造に
よってはなくてもよい。）

【００２２】

【化５】 （０≦ｍ＋ｎ≦５０、０≦ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖
の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基
を含有してもよい。２≦ｌ、Ｒ²は２〜４価の有機基で
あり、Ｒ¹は２価の有機基。ただし、Ｒ¹はＲ²の構造に
よってはなくてもよい。）

【００２３】

【化６】 （３≦ｍ＋ｎ≦５０、１≦ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖
の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基
を含有してもよい。２≦ｌ、Ｒ²は２〜４価の有機基で
あり、Ｒ¹は２価の有機基。ただし、Ｒ¹はＲ²の構造に
よってはなくてもよい。）

【００２４】などで示されるものが挙げられる。

【００２５】また、これら（Ｂ）成分の使用にあたって
は、（Ａ）成分や（Ｃ）成分、（Ｄ）成分との相溶性、
あるいは硬化性組成物の系中における分散安定性がよい
ものが好ましい。特に、硬化性組成物の系全体の粘度が
低い場合には、（Ｂ）成分として上記各成分との相溶性
の低いものを使用すると、相分離が起こり硬化不良を引
き起こすことがある。また、分散性助剤として、微粉末
シリカなどの粒径の小さいフィラーを硬化性組成物中に
配合してもよい。

【００２６】（Ｂ）成分として、（Ａ）成分、（Ｃ）成
分、（Ｄ）成分との相溶性、あるいは分散安定性が比較
的良好なものを具体的に示すと、

【００２７】

【化７】 （ｎは６〜１２）

【００２８】

【化８】 （２＜ｋ＜３０、０＜ｌ＜１０、Ｒは炭素数８以上の炭
化水素基）

【００２９】などが挙げられる。

【００３０】（Ｂ）成分の使用量としては、（Ａ）成分
のアルケニル基の総量に対して、（Ｂ）成分のヒドロシ
リル基（ケイ素原子結合水素原子）が０．８〜５．０当
量となるように使用することが好ましい。上記（Ａ）成
分のアルケニル基総量に対して（Ｂ）成分のケイ素原子
結合水素原子が０．８当量に満たない場合、架橋が不十
分となることがある。また、５．０当量を越える場合に
は、硬化後に残留するケイ素原子結合水素原子の影響に
より物性が大きく変化することが問題となる。特にこの
影響を抑制したい場合には１．０〜２．０当量となるよ
うに（Ｂ）成分を用いることが好ましい。

【００３１】本発明の（Ｃ）成分であるヒドロシリル化
触媒については、特に制限はなく、任意のものが使用で
きる。具体的に例示すれば、塩化白金酸、白金の単体、
アルミナ、シリカ、カーボンブラックなどの担体に固体
白金を担持させたもの；白金−ビニルシロキサン錯体
｛例えば、Ｐｔ_n（ＶｉＭｅ₂ＳｉＯＳｉＭｅ₂Ｖｉ）_n、
Ｐｔ〔（ＭｅＶｉＳｉＯ）₄〕_m｝；白金−ホスフィン錯
体｛例えば、Ｐｔ（ＰＰｈ₃）₄、Ｐｔ（ＰＢｕ₃）₄｝；
白金−ホスファイト錯体｛例えば、Ｐｔ〔Ｐ（ＯＰｈ）
₃〕₄、Ｐｔ〔Ｐ（ＯＢｕ）₃〕₄｝（式中、Ｍｅはメチル
基、Ｂｕはブチル基、Ｖｉはビニル基、Ｐｈはフェニル
基を表し、ｎ、ｍは整数を表す）、Ｐｔ（ａｃａ
ｃ）₂、また、Ａｓｈｂｙらの米国特許第３１５９６０
１および３１５９６６２号明細書中に記載された白金−
炭化水素複合体、並びにＬａｍｏｒｅａｕｘらの米国特
許第３２２０９７２号明細書中に記載された白金アルコ
ラ−ト触媒も挙げられる。

【００３２】また、白金化合物以外の触媒の例として
は、ＲｈＣｌ（ＰＰｈ₃）₃、ＲｈＣｌ ₃、Ｒｈ／Ａｌ₂Ｏ
₃、ＲｕＣｌ₃、ＩｒＣｌ₃、ＦｅＣｌ₃、ＡｌＣｌ₃、Ｐ
ｄＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ、ＮｉＣｌ₂、ＴｉＣｌ₄などが挙げら
れる。これらの触媒は単独で使用してもよく、２種以上
併用しても構わない。触媒活性の点から塩化白金酸、白
金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体、Ｐ
ｔ（ａｃａｃ）₂などが好ましい。

【００３３】（Ｃ）成分である触媒量としては特に制限
はないが、（Ａ）成分中のアルケニル基１ｍｏｌに対し
て１０^-1〜１０^-8ｍｏｌの範囲で用いるのがよい。好ま
しくは１０^-2〜１０^-6ｍｏｌの範囲で用いるのがよい。
また、ヒドロシリル化触媒は、一般に高価で腐食性であ
り、また、水素ガスを大量に発生して硬化物が発泡して
しまう場合があるので１０^-1ｍｏｌ以上用いない方がよ
い。

【００３４】本発明における（Ｄ）成分である金属塩と
は、オキシアルキレン系重合体を主成分とする樹脂マト
リクスに導電性を付与するための成分である。金属塩
は、イオン化することで導電性を発現するものである。
イオン導電剤としては、特開２００１−５２６２に、ニ
トリル基を含む熱可塑性エラストマーからなる弾性層
に、過酸化リチウム等のアルカリ金属過酸化物、過塩素
酸リチウム等の過塩素酸塩、テトラブチルアンモニウム
塩等の四級アンモニウム塩又は燐酸エステル塩等を分散
することにより、弾性層を半導電性領域に設定すること
が開示されている。しかし、上記ニトリル基を含む熱可
塑性エラストマーでは、イオン導電剤の溶解量が少ない
ため、マトリクスの体積抵抗の制御範囲が狭い。これに
対して、本発明で使用する硬化性組成物の主剤であるオ
キシプロピレン系重合体等のオキシアルキレン系重合体
は、上記熱可塑性エラストマーに比べてイオン導電剤の
溶解量が多いため、体積抵抗の制御範囲が広い。

【００３５】本発明における（Ｄ）成分である金属塩と
しては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの周期律
表第１族金属塩およびその錯体、あるいはＣａ、Ｂａな
どの周期律表第２族金属塩およびその錯体などが挙げら
れる。

【００３６】上記、周期律表第１族金属塩としては、具
体的にはＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＦ、ＬｉＰＦ₆、ＮａＣ
ｌＯ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、Ｌｉ
Ｉ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、Ｎａ
Ｃｌ、ＮａＩ、ＫＩなどのアルカリ金属塩などを用いる
ことが望ましい。上記周期律表第２族金属塩としてはＣ
ａ（ＣｌＯ₄）₂、Ｂａ（ＣｌＯ₄）₂などを用いることが
望ましい。

【００３７】これらの金属塩の中でも、（Ａ）成分との
相溶性が良いので、アルカリ金属塩を用いることが好ま
しく、さらに、所望の抵抗を得るためには、上記のよう
なアルカリ金属塩の中でリチウム塩を用いることが好ま
しい。また、リチウム塩の中でも、（Ａ）分子中に少な
くとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を
有するオキシアルキレン系重合体、（Ｂ）分子中に少な
くとも２個のヒドロシリル基を有する化合物、（Ｃ）ヒ
ドロシリル化触媒および（Ｄ）金属塩の４成分を主成分
とする硬化性組成物および該４成分を主成分とする硬化
性組成物を硬化させた高分子材料中でのイオン化が容易
であることから、リチウムイオン（Ｌｉ ⁺）の対イオン
が、ＣｌＯ₄ ^-、Ｆ^-、Ｃｌ^-、Ｉ^-、ＢＦ₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、Ｃ
Ｆ₃ＳＯ₃ ^-などであるリチウム塩が好ましい。

【００３８】また、上記の金属塩との錯体としては、
１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレ
ングリコールなどの多価アルコールとその誘導体の錯体
あるいはエチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテルなどのモノオールと
の錯体などが挙げられる。なお、本発明における金属塩
は、上記具体例に限定されるものではない。

【００３９】（Ｄ）成分の添加量は、所望の導電特性に
応じて調整され、（Ｄ）成分の添加量の上限は、（Ｄ）
成分である金属塩の種類によって適宜決められるもので
あり、マトリクス樹脂である（Ａ）成分への溶解限度内
であれば、特に制限されるものではない。しかし、
（Ｄ）成分を添加していくに従い、ローラ抵抗低下の効
果は小さくなり、過剰な（Ｄ）成分の添加はコストの面
で不利である点から、硬化性組成物中の（Ｄ）成分の濃
度は１．０×１０^-3ｍｏｌ／ｇ以下であることが好まし
く、５．０×１０^-4ｍｏｌ／ｇ以下がより好ましく、
３．０×１０^-4ｍｏｌ／ｇ以下がさらに好ましい。ま
た、（Ｄ）成分の添加量の下限は、（Ｄ）成分の添加量
が少なすぎると、得られる導電性付与能が不十分である
点から、硬化性組成物中の（Ｄ）成分の濃度は５．０×
１０^-7ｍｏｌ／ｇ以上であることが好ましく、１．０×
１０^-6ｍｏｌ／ｇ以上がより好ましく、４．０×１０^-6
ｍｏｌ／ｇ以上がさらに好ましい。

【００４０】本発明の半導電性ローラにおいては、導電
性付与剤として金属塩を用いているため、マトリクス樹
脂である（Ａ）成分との相溶性、または、分散安定性に
優れ、一般的にコントロールが難しいとされる半導電性
領域（ローラ抵抗１０⁴〜¹⁰Ω）にコントロールするこ
とが極めて容易であり、かつローラ抵抗のサンプル間ば
らつきおよび電圧依存性も小さくすることが可能とな
る。

【００４１】ここで、本発明におけるローラ抵抗とは、
ローラを金属プレートに水平に当てて、ローラの導電性
シャフトの両端部の各々に５００ｇの荷重を金属プレー
ト方向に加え、シャフトと金属プレート間に直流電圧を
印加して測定される電気抵抗値をいう。また、前記ロー
ラ抵抗のサンプル間ばらつきは、例えば、温度２３℃、
相対湿度５５％の条件でローラ抵抗を測定し、最も抵抗
の高かった測定値（Ｒ _MAX）と最も抵抗の低かった測定
値（Ｒ_MIN）との比の対数値［ＬＯＧ（Ｒ_MAX／
Ｒ_MIN）］で評価することができる。また、前記、電圧
依存性は、例えば、温度２３℃、相対湿度５５％の条件
で、１００Ｖ印加および１０００Ｖ印加におけるローラ
抵抗を測定し、１００Ｖ印加におけるローラ抵抗（Ｒ
₁₀₀）と１０００Ｖ印加におけるローラ抵抗（Ｒ₁₀₀₀）
との比の対数値［ＬＯＧ（Ｒ₁₀₀／Ｒ₁₀₀₀）］で評価す
ることができる。

【００４２】また、本発明の硬化性組成物には、各種充
填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料などを適宜添加
してよい。前記充填剤の具体例としては、特にシリカ微
粉末、とりわけ比表面積が５０〜３８０ｍ²／ｇ程度の
微粉末シリカが好ましく、その中でも表面処理を施した
疎水性シリカが、ローラの強度を好ましい方向に改善す
る働きが大きいので特に好ましい。

【００４３】また、本発明の硬化性組成物には、組成物
の粘度や硬化後の硬度を調整する目的で軟化剤、可塑剤
を添加してもよい。軟化剤、可塑剤の使用量は（Ａ）成
分１００重量部に対して、１５０重量部以下が好まし
い。それ以上の添加量になると、ブリードなどの問題を
生じる可能性がある。

【００４４】また、本発明においては、硬化性組成物の
貯蔵安定性を改良する目的で、貯蔵安定性改良剤を使用
することができる。この貯蔵安定性改良剤としては、
（Ｂ）成分の保存安定剤として知られている通常の安定
剤であり、所期の目的を達成するものであればよく、特
に限定されるものではない。具体的には、脂肪族不飽和
結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機硫黄化合
物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物など
を好適に用いることができる。さらに具体的には、２−
ベンゾチアゾリルサルファイド、ベンゾチアゾール、チ
アゾール、ジメチルアセチレンダイカルボキシレート、
ジエチルアセチレンダイカルボキシレート、ブチルヒド
ロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ビタミ
ンＥ、２−（４−モルフォジニルジチオ）ベンゾチアゾ
ール、３−メチル−１−ブテン−３−オール、アセチレ
ン性不飽和基含有オルガノシロキサン、エチレン性不飽
和基含有オルガノシロキサン、アセチレンアルコール、
３−メチル−１−ブチル−３−オール、ジアリルフマレ
ート、ジアリルマレエート、ジエチルフマレート、ジエ
チルマレエート、ジメチルマレート、２−ペンテンニト
リル、２，３−ジクロロプロペンなどが挙げられるが、
これらに限定されるわけではない。

【００４５】本発明に係る半導電性ローラは、（Ｃ）成
分のヒドロシリル化触媒を用いた、（Ａ）成分の重合体
のアルケニル基に対する（Ｂ）成分の化合物のＳｉ−Ｈ
基の付加反応によって硬化するとともに、（Ｄ）成分の
金属塩により導電性が付与された半導電性の硬化物によ
り金属製シャフトの周りに弾性層が形成されるものであ
る。本発明に係る半導電性ローラを製造する方法は、特
に限定されず、従来公知の各種ローラの成形方法を用い
ることができる。例えば、中心にＳＵＳ製などの金属製
シャフトを設置した金型に、上記のような硬化性組成物
を押出成形、プレス成形、射出成形、反応射出成形（Ｒ
ＩＭ）、液状射出成形（ＬＩＭ）、注型成形などの各種
成形法により成形し、適切な温度および時間で加熱硬化
させてシャフトのまわりに半導電性弾性層を成形する。
これらの各種成形法の中でも、本発明の半導電性ローラ
を製造する方法としては、弾性層を形成するための硬化
性組成物が液状であることから、生産性、加工性の点で
液状射出成形が好ましい。この場合、硬化性組成物は、
半硬化させた後に、別途、後硬化させるプロセスを設け
て完全硬化させてもよい。さらに必要に応じて、前記半
導電性弾性層の外側に単数または複数の層を設けてもよ
い。例えば、前記半導電性弾性層の上から、表面層形成
用樹脂をスプレー塗布、ロールコート塗布、またはディ
ップ塗布することにより、所定の厚みに塗布し、所定の
温度で乾燥および硬化させるなどして表面層を設けるこ
とができる。

【００４６】本発明の半導電性ローラにおける半導電性
弾性層を形成する硬化性組成物は、例えば、貴金属触媒
を用いた、アルケニル基に対するＳｉ−Ｈ基の付加反応
によって硬化性組成物が硬化する。従って、硬化速度が
非常に速く、ライン生産を行う上で好都合である。本発
明の硬化性組成物を熱硬化させる温度は、８０℃〜１８
０℃の範囲内が好ましい。８０℃以上になると、急激に
ヒドロシリル化反応が進行し、短い時間で硬化させるこ
とができる。

【００４７】本発明の半導電性ローラは、具体的には、
例えば、電子写真装置用の帯電ローラ、現像ローラ、転
写ローラ、給紙ローラ、クリーニングローラ、定着用の
加圧ローラなどに好適である。

【００４８】

【実施例】以下の実施例に基づき本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではない。

【００４９】（実施例１）（Ａ）成分としてのアリル末
端ポリオキシプロピレン（商品名；ＡＣＸ００４−Ｎ、
数平均分子量；９０００、鐘淵化学工業株式会社製）３
００ｇに対して、（Ｄ）成分としてＬｉＣｌＯ₄を０．
６ｇ（組成物中に１．８×１０^-5ｍｏｌ／ｇ）混合し、
ついで、この混合物に（Ｂ）成分としてポリオルガノハ
イドロジェンシロキサン（商品名；ＡＣＸ００４−Ｃ、
鐘淵化学工業株式会社製）を２０ｇ、（Ｃ）成分とし
て、ビス（１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラ
メチルジシロキサン）白金錯体触媒（１３．２×１０^-5
ｍｍｏｌ／μＬ、キシレン溶液）を２１０μＬ、さらに
貯蔵安定性改良剤としてジメチルマレートを１０５μＬ
秤取し、均一混合した。該組成物を真空脱泡撹拌装置
（シーテック（株）製）で６０分間脱泡を行い、得られ
た硬化性組成物をローラ成形用金型に射出圧１ＭＰａで
注入し、１４０℃で２０分加熱の条件で直径８ｍｍのＳ
ＵＳ製のシャフトの周りに厚さ３ｍｍ、長さ２３０ｍｍ
の半導電性弾性層を設けた半導電性ローラを５本作成し
た。

【００５０】得られたローラについて、温度２３℃、湿
度５５％の条件で、以下の測定を行った。すなわち、こ
のローラの印加電圧による抵抗変化を調べるため、ロー
ラをアルミニウム板上にのせ１ｋｇの荷重下（シャフト
の両端部の各々に５００ｇずつ、すなわちローラ全体に
１ｋｇの荷重をかけた状態）で、アルミニウム板とシャ
フト間に１００Ｖおよび１０００Ｖの直流電圧を印加し
たときの電気抵抗値を測定することで、ローラ抵抗を測
定した。得られた測定結果について、５本のローラの１
００Ｖ印加でのローラ抵抗の平均（Ｒ₁₀₀）および１０
００Ｖ印加でのローラ抵抗の平均（Ｒ₁₀₀₀）を求めると
ともに、電圧依存性をＲ₁₀₀とＲ₁₀₀₀との比の対数値
［ＬＯＧ（Ｒ₁₀₀／Ｒ₁₀₀₀）］で評価した。また、５本
のローラのうち、最も抵抗の高かった測定値（Ｒ_MAX）
と最も抵抗の低かった測定値（Ｒ_MIN）との比の対数値
［ＬＯＧ（Ｒ_MAX／Ｒ_MIN）］を算出し、サンプル間の抵
抗ばらつきを評価した。硬化性組成物の配合およびロー
ラの評価結果を表１に示した。

【００５１】（実施例２）上記実施例１で用いた硬化性
組成物の処方中、（Ｄ）成分を０．６ｇのＬｉＣＦ₃Ｓ
Ｏ₃（組成物中で１．２×１０^-5ｍｏｌ／ｇ）に変えた
以外は実施例１と同様にしてローラを作成し、評価を行
った。硬化性組成物の配合およびローラの評価結果を表
１に示した。

【００５２】（実施例３）上記実施例２で用いた硬化性
組成物の処方中、（Ｄ）成分のＬｉＣＦ₃ＳＯ₃を４５ｇ
（組成物中で７．９×１０^-4ｍｏｌ／ｇ）に変えた以外
は実施例２と同様にしてローラを作成し、評価を行っ
た。硬化性組成物の配合およびローラの評価結果を表１
に示した。

【００５３】（実施例４）上記実施例１で用いた硬化性
組成物の処方中、（Ｄ）成分を０．６ｇのＬｉＣｌ（組
成物中で４．４×１０^-5ｍｏｌ／ｇ）に変えた以外は実
施例１と同様にしてローラを作成し、評価を行った。硬
化性組成物の配合およびローラの評価結果を表１に示し
た。

【００５４】（比較例１）（Ａ）成分として、実施例１
と同じアリル末端ポリオキシプロピレン（ＡＣＸ００４
−Ｎ）３００ｇに対して、導電性付与剤としてカーボン
ブラックＭＡ２２０（三菱化学製）を２４ｇを加えたも
のを３本ロールで混練した混合物に、（Ｂ）成分として
実施例１と同じポリオルガノハイドロジェンシロキサン
（ＡＣＸ００４−Ｃ）を２０ｇ、（Ｃ）成分として、ビ
ス（１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチル
ジシロキサン）白金錯体触媒（１３．２×１０^-5ｍｍｏ
ｌ／μＬ、キシレン溶液）を２１０μＬ、そして貯蔵安
定性改良剤としてジメチルマレートを１０５μＬ秤取
し、均一混合した。該組成物を真空脱泡撹拌装置（シー
テック（株）製）で６０分間脱泡を行い、得られた硬化
性組成物をローラ成形用金型に射出圧１ＭＰａで注入
し、１４０℃で２０分加熱の条件で直径８ｍｍのＳＵＳ
製のシャフトの周りに厚さ３ｍｍ、長さ２３０ｍｍの半
導電性弾性層を設けた半導電性ローラを５本作成した。
得られたローラについて、実施例１と同様に評価を行
い、ローラ抵抗、電圧依存性、サンプル間ばらつきの評
価を行った。硬化性組成物の配合およびローラの評価結
果を表１に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】表１から明らかなように、本発明によれ
ば、導電性付与剤としてイオン性導電性付与剤である金
属塩を用いることで、ローラ抵抗のサンプル間ばらつき
および電圧依存性が小さい半導電性ローラを提供するこ
とが可能となり、電子伝導型導電性付与剤として一般的
に用いられるカーボンブラックを用いた場合に比べて
も、サンプル間ばらつきや電圧依存性で優位であること
は明らかである。

【００５７】

【発明の効果】本発明により、容易に半導電性領域に抵
抗をコントロール可能であり、しかもローラ抵抗のサン
プル間ばらつきおよび電圧依存性が極めて小さい半導電
性ローラの提供が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/08 ５０１ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｄ ３Ｊ１０３ 15/16 １０３ 15/16 １０３ ４Ｊ００２ 15/20 １０３ 15/20 １０３ 21/10 Ｃ０８Ｌ 71/00 Ａ // Ｃ０８Ｌ 71/00 83/05 83/05 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１２ (72)発明者 眞鍋 貴雄 滋賀県滋賀郡志賀町小野水明１−９−12 (72)発明者 浅岡 圭三 兵庫県神戸市西区美賀多台６−３−２−８ −302 (72)発明者 常深 秀成 兵庫県神戸市垂水区星が丘１丁目１−12− 305 Ｆターム(参考） 2H033 BB28 BB29 BB31 2H071 BA43 DA06 DA08 DA09 DA12 DA13 DA22 2H077 AD06 FA13 FA16 FA22 2H134 GA01 HA01 HA03 HA05 HA17 KD04 KG08 2H200 HA01 HA28 HB12 HB45 HB46 JA01 JA25 JA26 MA02 MB02 MB06 3J103 AA02 AA21 BA41 EA02 EA11 EA13 FA18 GA57 GA58 HA03 HA12 HA20 4J002 CH051 CH052 DA066 DD076 DE197 FD146

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製シャフトの周りに、下記成分
   （Ａ）〜（Ｄ）を必須成分としてなる硬化性組成物を硬
   化させて得られる半導電性弾性層を少なくとも１層形成
   してなる半導電性ローラ。 （Ａ） 分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応
   可能なアルケニル基を有するオキシアルキレン系重合
   体、（Ｂ） 分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基
   を有する化合物、（Ｃ） ヒドロシリル化触媒、（Ｄ）
   金属塩。
2. 【請求項２】 （Ａ）成分の重合体がヒドロシリル化反
   応可能なアルケニル基を分子末端に有する請求項１に記
   載の半導電性ローラ。
3. 【請求項３】 （Ａ）成分の重合体の数平均分子量が１
   ０００〜５００００の範囲内である請求項１または２に
   記載の半導電性ローラ。
4. 【請求項４】 （Ａ）成分の重合体がオキシプロピレン
   系重合体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半
   導電性ローラ。
5. 【請求項５】 （Ｂ）成分の化合物が平均して１分子中
   に少なくとも２個のヒドロシリル基を有するポリオルガ
   ノハイドロジェンシロキサンである請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の半導電性ローラ。
6. 【請求項６】 （Ｄ）成分の金属塩がアルカリ金属塩で
   ある請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導電性ロー
   ラ。
7. 【請求項７】 （Ｄ）成分のアルカリ金属塩が、リチウ
   ム塩である請求項６に記載の半導電性ローラ。
8. 【請求項８】 （Ｄ）成分のリチウム塩中のリチウムイ
   オン（Ｌｉ⁺）の対イオンが、ＣｌＯ₄ ^-、Ｆ^-、Ｃｌ^-、
   Ｉ^-、ＢＦ₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、ＣＦ₃ＳＯ₃ ^-からなる群より選ば
   れる少なくとも１つである請求項７に記載の半導電性ロ
   ーラ。
9. 【請求項９】 硬化性組成物中における（Ｄ）成分の濃
   度が、５．０×１０ ^-7ｍｏｌ／ｇ以上、１．０×１０^-3
   ｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜８の
   いずれか１項に記載の半導電性ローラ。
10. 【請求項１０】 ２３℃、相対湿度５５％の環境下にお
    いて１００〜１０００Ｖの範囲内の任意の直流電圧を印
    加して測定したローラ抵抗が１０⁴Ω〜１０^{1 0}Ωの範囲
    内である請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導電性
    ローラ。