JP2004138810A - 導電性ローラ - Google Patents
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Abstract
【課題】金属支持部材、導電性弾性層、およびその外周面上に形成された表面層からなる導電性ローラにおいては、導電性弾性層と表面層との密着性はしばしば問題があり、弾性層と表面層とが不十分なためにシワが入るなど、品質面でのリスクが懸念されていた。
【解決手段】金属支持部材、該支持部材外周面上に形成された導電性弾性層、および、その外周面上に形成された１層以上の表面層からなる導電性ローラにおいて、導電性弾性層がプライマーによって表面処理された後に、表面層が形成されて製造され、該プライマーが、エポキシ基含有化合物、および、有機チタン化合物が含有することを特徴とする導電性ローラを用いることにより、導電性弾性層と表面層とを密着させることに成功した。
【選択図】 なし
【解決手段】金属支持部材、該支持部材外周面上に形成された導電性弾性層、および、その外周面上に形成された１層以上の表面層からなる導電性ローラにおいて、導電性弾性層がプライマーによって表面処理された後に、表面層が形成されて製造され、該プライマーが、エポキシ基含有化合物、および、有機チタン化合物が含有することを特徴とする導電性ローラを用いることにより、導電性弾性層と表面層とを密着させることに成功した。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性ローラに関する。さらに詳しくは、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導電性ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属支持部材、該支持部材外周面上に形成された導電性弾性層、およびその外周面上に形成された１層以上の表面層からなる導電性ローラにおいては、その使用中にローラ表面に加わる摩擦等の外力により、導電性弾性層と表面層とが剥がれることがない密着性を有していることが必須となる。しかしながら、導電性弾性層と表面層との密着性はしばしば問題があり、弾性層と表面層とが不十分なためにシワが入るなど、品質面でのリスクが懸念されていた。
【０００３】
また、導電性ローラにおいて、導電性弾性層と表面層との密着性を向上させるべく中間層を有するローラも提案されているが（例えば、特開平１０−３３３４２３号公報、特開平１１−３８７３２号公報）、この場合、中間層を設けることにより導電性ローラ全体の各種特性の調整が必要となり、品質管理も難しくなり、また、必ずしも簡易ではない工程を設ける必要が生じるなど、コスト面でも不利になる等の問題を抱えていた。
【０００４】
【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、導電性ローラの導電性弾性層とその外周上に形成された表面層との密着性を簡便に改善するものである。
【０００５】
【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、エポキシ基を有する化合物、および、有機チタン化合物からなるプライマー組成物を用いることで、導電性ローラの導電性弾性層とその弾性層の外周上に形成された表面層との密着性を改善することが可能となることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、金属支持部材、該支持部材外周面上に形成された導電性弾性層、および、その外周面上に形成された１層以上の表面層からなる導電性ローラにおいて、導電性弾性層がプライマーによって表面処理された後に、表面層が形成されて製造され、該プライマーが、（Ｉ）エポキシ基含有化合物、（ＩＩ）有機チタン化合物、を必須成分として含有することを特徴とする導電性ローラに関するものである。
本発明において、成分（Ｉ）は加水分解性ケイ素官能基を有するエポキシ基含有化合物であることが好ましく、成分（ＩＩ）は、テトラアルコキシチタンであることが好ましい。
また本発明においては、導電性弾性層が、（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、（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、及び
（Ｄ）導電性付与剤、を必須成分として含有する硬化性組成物を硬化させて得られることが好ましい。また本発明においては、前記（Ａ）成分の有機重合体中のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基が該重合体の末端に存在すること、前記（Ｂ）成分が、平均して１分子中に少なくとも２個以上のヒドロシリル基を含有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンであること、前記（Ｄ）成分がカーボンブラックであることが好ましい。
本発明においては、表面層を形成する材料がウレタン樹脂であることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の導電性ローラを模式的に表した図である。本発明の導電性ローラは、支持部材３上に導電性弾性層２が形成され、さらに導電性弾性層２の上に表面層１が形成されている。ここで、本発明においては、後述のプライマーにより、導電性弾性層２が形成された後に導電性弾性層の表面処理を行い、導電性弾性層と表面層との密着性を向上させる役割を果たす。
【０００８】
ここで、まず、本発明におけるプライマーについて説明する。
本発明におけるプライマーは、（Ｉ）エポキシ基含有化合物、（ＩＩ）有機チタン化合物、を必須成分として含有する。前記エポキシ基含有化合物としては、グリシジル基、脂環式エポキシ基、脂肪族エポキシ基などのエポキシ基が分子内に存在する化合物であれば特に制限はなく、エポキシ基および後述の有機チタン化合物と、導電性弾性層表面との相互作用により、効果的に導電性弾性層の表面処理が行われ、表面層との密着性に優れる導電性ローラを得ることが可能となる。このとき、エポキシ基と有機チタン化合物との間においても相互に作用し、より効果的に表面処理することが可能となる。ここで、有機チタン化合物との相互作用の観点から、エポキシ基含有化合物としては、分子内に加水分解性ケイ素基を有するエポキシ基含有化合物を好適に用いることができる。この場合、エポキシ基だけでなく、加水分解性ケイ素基も有機チタン化合物との相互作用を及ぼし、導電性弾性層がより効果的に表面処理できる。
本発明におけるプライマーの必須成分である有機チタン化合物としては、Ｔｉ−Ｏ−Ｃ結合を有する有機チタン化合物を好適に用いることができる。具体例としては、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン等のテトラアルコキシチタンのほか、オキシ酢酸やエチレングリコール等の残基を有するものなど一般的なチタネートカップリング剤を使用することができる。
【０００９】
本発明におけるプライマーには、必要に応じて、シランカップリング剤、粘着性付与剤、導電性付与剤、有機微粒子、無機微粒子等を適宜使用することができる。
本発明においては、上述のエポキシ基含有化合物と有機チタン化合物を溶剤の存在下で均一混合してプライマー溶液を作成し、例えば、スプレー法やディッピング法などの方法で導電性弾性層の外周上に塗布し、乾燥させて表面処理を実施することができる。このとき、使用する溶剤はプライマー成分が溶解、もしくは、均一分散すれば、特に制限はない。また、プライマー溶液の濃度は、表面処理の効率を勘案して任意の濃度を設定することができるが、濃度が高くなりすぎると、ポットライフ等の問題が発生するため、固形分濃度で３０％以下、より好ましくは、１０％以下で使用することが好ましい。
本発明においては、簡便なプライマー処理で導電性弾性層と表面層との密着性を改善することが可能となり、特に密着性を確保するための中間層等を形成する必要がないため、品質管理も容易で、コスト面でも有利となる。
【００１０】
次に、本発明の導電性ローラを構成する各層について説明する。
本発明の導電性ローラの金属支持部材としては、ステンレス鋼、鉄にメッキを施したものあるいはアルミニウムシャフト、円筒形状のアルミニウム素管を機械加工により仕上げたドラムや、ステンレス板を円筒形状に曲げて作製しこれらのつなぎ部分をレーザー加工により溶接したシームレスロールとしたものを例として挙げることができる。金属支持部材に要求される機能は、導電性弾性層および表面層を支持し所定の形状を維持することであり、旋盤加工・研磨加工等の機械加工及び引き抜き加工・絞り加工などの賦形加工により、容易に加工できる材料であれば、その材質や加工方法に制限を受けるものではない。
次に、本発明の導電性ローラにおける導電性弾性層について説明する。本発明における導電性弾性層の材料としては、広く一般に導電性ローラの弾性層材料として知られるものを使用することができるが、より好ましい例として、
（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
（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）導電性付与剤
を必須成分として含有する硬化性組成物を硬化させて得られるゴム材料が例示される。この硬化性組成物を金属支持部材のまわりに硬化させることで好適な導電性弾性層を得ることが可能となる。ここで（Ａ）成分の重合体は、（Ｃ）成分の存在下、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応して硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有するため、ヒドロシリル化反応が起こって高分子状になり硬化する。前記硬化性組成物は硬化前には低粘度液体であり、また、ヒドロシリル化反応を利用するため硬化性に非常に優れ、生産性および加工性の観点からより好ましい。前記硬化性組成物を熱硬化させる温度は、８０℃〜１８０℃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。
【００１１】
ここで、上記（Ａ）成分におけるアルケニル基とは、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く、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、ヘキセニル基等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等の環式不飽和炭化水素基、メタクリル基等が挙げられる。オキシプロピ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、直鎖上分子の場合は、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有するものであることが望ましい。このようにアルケニル基が重合体末端にあるときは、ローラのゴム弾性層を低硬度に設定しやすくなる、高強度化しやすくなるなどの点から好ましい。
【００１２】
前記（Ａ）成分のオキシプロピレン系重合体とは、主鎖を構成する繰り返し単位のうち５０％を超える単位がオキシプロピレン単位からなる重合体をいい、オキシプロピ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、プロピレングリコール、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やエチレンオキシド、ブチレンオキシドなどからなる共重合性単位であってもよい。
【００１３】
上記オキシプロピレン系重合体の分子量としては、数平均分子量（Ｍｎ）で１０００〜５００００であることが好ましい。数平均分子量が１０００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、粘度が高くなりすぎて加工性が悪くなる傾向にある。
【００１４】
本発明における（Ｂ）成分は、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。
（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、
【００１５】
【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。）
【００１６】
【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。）
【００１７】
【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。）
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
【００１８】
【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。）
【００１９】
【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。）
【００２０】
【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。）
などで示されるものが挙げられる。
【００２１】
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、あるいは系中における分散安定性がよいものが好ましい。特に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、微粉末シリカ等の粒径の小さいフィラーを配合してもよい。
（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として具体的に示すと、
【００２２】
【化７】
（ｎは６〜１２）
【００２３】
【化８】
（２＜ｋ＜３５、０＜ｌ＜１０、Ｒは炭素数８以上の炭化水素基）
などが挙げられる。
【００２４】
また、本発明における（Ｂ）成分の使用量としては、（Ａ）成分のアルケニル基の総量（これを１当量とする）に対して、（Ｂ）成分の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。
【００２５】
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−ボンブラック等の担体に固体白金を担持させたもの；白金ービニルシロキサン錯体｛例えば、Ｐｔｎ（ＶｉＭｅ２ＳｉＯＳｉＭｅ２Ｖｉ）ｎ、Ｐｔ〔（ＭｅＶｉＳｉＯ）４〕ｍ｝；白金ーホスフィン錯体｛例えば、Ｐｔ（ＰＰｈ３）４、Ｐｔ（ＰＢｕ３）４｝；白金ーホスファイト錯体｛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（ａｃａｃ）２、また、Ａｓｈｂｙらの米国特許第３１５９６０１及び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。
【００２６】
また、白金化合物以外の触媒の例としては、ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３、ＲｈＣｌ３、Ｒｈ／Ａｌ２Ｏ３、ＲｕＣｌ３、ＩｒＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＡｌＣｌ３、ＰｄＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、ＮｉＣｌ２、ＴｉＣｌ４、等が挙げられる。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、Ｐｔ（ａｃａｃ）２等が好ましい。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。
【００２７】
本発明の（Ｄ）成分の導電性付与剤としては、カーボンブラックや金属酸化物、金属微粉末、さらには、第４級アンモニウム塩、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基などを有する有機化合物もしくは重合体、エーテルエステルイミド、もしくはエーテルイミド重合体、エチレンオキサイド−エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコールアクリレートなどで代表される導電性ユニットを有する化合物、または高分子化合物などの帯電防止剤といった化合物などがあげられる。本発明における（Ｄ）成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記カーボンブラックの例としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、オイルブラックなどがあげられる。これらカーボンブラックの種類、粒径等に制限はない。
（Ｄ）成分の添加量は、所望の導電特性に応じて調整して添加され、（Ａ）成分の重合体１００重量部に対し、０．０１〜１００重量部、さらには０．１〜５０重量部用いることが好ましい。添加量が少なすぎると、発現される導電付与能が不十分であり、また、添加量が多すぎると硬化性組成物の粘度の上昇が大きく作業性が悪くなる恐れがある。また、用いる導電性付与剤の種類あるいは添加量によっては、ヒドロシリル化反応を阻害するものがあるため、導電性付与物質のヒドロシリル化反応に対する影響を考慮しなければならない。
【００２８】
また、本発明における硬化性組成物には、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、導電性弾性層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。
また、本発明における硬化性組成物には、粘度や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、１００重量部以下が好ましい。それ以上の添加量になると、ブリード等の問題を生じる可能性がある。
また、本発明における硬化性組成物には、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、本発明の（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、有機過酸化物等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−ジクロロプロペン等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００２９】
本発明における導電性ローラの導電性弾性層の形成方法は，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製などの金属支持部材を設置した金型に、組成物を押出成形、プレス成形、射出成形、反応射出成形（ＲＩＭ）、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導電性弾性層を成形する。ここで、本発明における導電性ローラの製造方法としては、弾性層を形成するための硬化性組成物が液状である場合、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。
【００３０】
次に、本発明の導電性ローラにおいて、導電性弾性層の外周面上に形成される表面層について説明する。
表面層の材料としては、特に制限はないが、導電特性と耐摩耗性の観点からはウレタン結合を含有し、また柔軟性等の観点からはポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート骨格を有する樹脂を主な組成とするウレタン樹脂組成物からなっていればよく、ウレタン樹脂と、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネートとのブレンド樹脂、１分子中にウレタン結合とポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリシロキサンからなる群において選ばれる少なくとも１つの骨格を含有するウレタン樹脂組成物であってもよい。
また、表面層を構成する樹脂組成物には抵抗調整、表面形状の調整あるいは導電性弾性層に対する接着性等の観点から、導電性付与剤、各種フィラー等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【００３１】
次に、本発明における表面層の形成方法について説明する。
本発明における表面層の形成方法としては特に制限はないが、プライマーによって表面処理された導電性弾性層の上から、表面層を構成する樹脂組成物をスプレー塗布、ディップ塗布、ロールコート等の方法を用いて所定の厚みに塗布し、所定の温度で乾燥、硬化させることにより、該導電性弾性層の表面層を形成することができる。具体的には、上記の表面層として使用される樹脂を溶剤に溶かして固形分を５〜２０％にしてスプレーあるいはディッピング塗布する方法が簡便である。使用する溶剤としては用いる表面層の主成分である樹脂が相溶すれば特に制限はなく、具体的には、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、トルエン等が例示される。特に、ウレタン樹脂を用いて表面層を形成する場合、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドやＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが相溶性の観点から好ましい。ここで、表面層の乾燥温度としては、７０〜２００℃が好ましい。乾燥温度が７０℃より低いと乾燥が不十分になる場合があり、２００℃より高いと、下層の導電性弾性層の劣化を招く恐れがある。また、表面層の厚さは、用いる材料、組成および用途などにより適切な値に設定するものであり、とくに限定されないが、通常１〜１００μｍが好ましい。１μｍより薄くなると耐磨耗性が低下し、長期間の耐久性が低下する傾向がある。また、１００μｍより厚いと、弾性層との線膨張率の差に起因してしわが発生しやすくなるまたは圧縮歪みが大きくなるなどの問題が発生する傾向がある。
本発明においては、表面層溶液の被膜性を改善するために、レベリング剤等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。本発明における導電性ローラは、必要に応じて、導電性弾性層の外側に１層以上の表面層を設けてもよい。この場合、本発明の表面層は、同一又は類似の組成を有する樹脂組成物を用いて、複数回重ね塗りすることにより形成されるものであってもよい。
【００３２】
本発明の導電性ローラは、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、転写ドラム等に好適である。
【００３３】
【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。
【００３４】
（製造例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、鐘淵化学工業製）５００ｇに対して、（Ｄ）成分としてカーボンブラック＃３０３０Ｂ（三菱化学製）７０ｇを３本ロールで混練した混合物に、ついで、（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、鐘淵化学工業製）を３３ｇ、（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（白金含有量３ｗｔ％、キシレン溶液）を３５０μＬ、そして貯蔵安定性改良剤としてジメチルマレートを１７０μＬ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９０分間脱泡を行ったあと、得られた導電性組成物をローラ成形用金型に射出圧１ＭＰａで注入し、１４０℃で３０分加熱の条件で直径８ｍｍのＳＵＳ製のシャフトの周りに厚さ４ｍｍの導電性弾性層を設けた導電性ローラを作成した。
【００３５】
（実施例１）
製造例１で得られた導電性弾性層ローラ表面上に、エポキシ基含有化合物としてＡ−１８７（日本ユニカー製）を４ｇ、および、有機チタン化合物としてテトラブトキシチタンを４ｇを２００ｇのメチルエチルケトンに均一溶解させたプライマー溶液を刷毛で均一に塗布し、１００℃ｘ３分の条件で乾燥させ、表面処理した。このように表面処理を施した導電性弾性層を有するローラに、ポリエーテル系ウレタン樹脂（商品名ハイムレンＹ２５８）５０ｇを溶剤（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）４５０ｇに溶解した表面層塗布液をディッピング法により塗布し、１６０℃で９０分の条件で乾燥させ、導電性ローラを完成させた。
このようにして作成されたローラを、温度２０℃／相対湿度６０％の条件下で２４時間養生したのちに、ローラ表面に２ｍｍ間隔で縦横５本ずつの切れ込みを入れて、１６個の升目を作成した。この升目を覆うように、粘着テープ（商品名：メンディングテープ、３Ｍ製）を１ｋｇ荷重のロールにて貼り付けて１時間養生した後、粘着テープの一端から１００ｍｍ／秒の速さで引き剥がした。このとき、引き剥がしたテープについた升目の数を数え、導電性弾性層と表面層との密着性を評価した。評価結果を表１に示す。
【００３６】
（実施例２）
エポキシ基含有化合物としてエピコート８２５（油化シェル製）を４ｇ、および、有機チタン化合物としてテトラブトキシチタンを４ｇを２００ｇのメチルエチルケトンに均一溶解させたプライマー溶液を用い、後は実施例１と同様に導電性ローラを完成させ、弾性層と表面層との密着性評価を実施した。評価結果を表１に示す。
【００３７】
（比較例１）
プライマーを処理を施さずに、後は実施例１と同様に導電性ローラを作成し、導電性弾性層と表面層との密着性評価を実施した。評価結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
以上に示したように、本発明により、導電性弾性層と表面層との密着性が改善されることが明らかとなった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明により、導電性弾性層と表面層との密着性が改善された導電性ローラを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電性ローラの断面図
【符号の説明】
１：表面層
２：導電性弾性層
３：支持部材
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性ローラに関する。さらに詳しくは、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導電性ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属支持部材、該支持部材外周面上に形成された導電性弾性層、およびその外周面上に形成された１層以上の表面層からなる導電性ローラにおいては、その使用中にローラ表面に加わる摩擦等の外力により、導電性弾性層と表面層とが剥がれることがない密着性を有していることが必須となる。しかしながら、導電性弾性層と表面層との密着性はしばしば問題があり、弾性層と表面層とが不十分なためにシワが入るなど、品質面でのリスクが懸念されていた。
【０００３】
また、導電性ローラにおいて、導電性弾性層と表面層との密着性を向上させるべく中間層を有するローラも提案されているが（例えば、特開平１０−３３３４２３号公報、特開平１１−３８７３２号公報）、この場合、中間層を設けることにより導電性ローラ全体の各種特性の調整が必要となり、品質管理も難しくなり、また、必ずしも簡易ではない工程を設ける必要が生じるなど、コスト面でも不利になる等の問題を抱えていた。
【０００４】
【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、導電性ローラの導電性弾性層とその外周上に形成された表面層との密着性を簡便に改善するものである。
【０００５】
【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、エポキシ基を有する化合物、および、有機チタン化合物からなるプライマー組成物を用いることで、導電性ローラの導電性弾性層とその弾性層の外周上に形成された表面層との密着性を改善することが可能となることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、金属支持部材、該支持部材外周面上に形成された導電性弾性層、および、その外周面上に形成された１層以上の表面層からなる導電性ローラにおいて、導電性弾性層がプライマーによって表面処理された後に、表面層が形成されて製造され、該プライマーが、（Ｉ）エポキシ基含有化合物、（ＩＩ）有機チタン化合物、を必須成分として含有することを特徴とする導電性ローラに関するものである。
本発明において、成分（Ｉ）は加水分解性ケイ素官能基を有するエポキシ基含有化合物であることが好ましく、成分（ＩＩ）は、テトラアルコキシチタンであることが好ましい。
また本発明においては、導電性弾性層が、（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、（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、及び
（Ｄ）導電性付与剤、を必須成分として含有する硬化性組成物を硬化させて得られることが好ましい。また本発明においては、前記（Ａ）成分の有機重合体中のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基が該重合体の末端に存在すること、前記（Ｂ）成分が、平均して１分子中に少なくとも２個以上のヒドロシリル基を含有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンであること、前記（Ｄ）成分がカーボンブラックであることが好ましい。
本発明においては、表面層を形成する材料がウレタン樹脂であることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の導電性ローラを模式的に表した図である。本発明の導電性ローラは、支持部材３上に導電性弾性層２が形成され、さらに導電性弾性層２の上に表面層１が形成されている。ここで、本発明においては、後述のプライマーにより、導電性弾性層２が形成された後に導電性弾性層の表面処理を行い、導電性弾性層と表面層との密着性を向上させる役割を果たす。
【０００８】
ここで、まず、本発明におけるプライマーについて説明する。
本発明におけるプライマーは、（Ｉ）エポキシ基含有化合物、（ＩＩ）有機チタン化合物、を必須成分として含有する。前記エポキシ基含有化合物としては、グリシジル基、脂環式エポキシ基、脂肪族エポキシ基などのエポキシ基が分子内に存在する化合物であれば特に制限はなく、エポキシ基および後述の有機チタン化合物と、導電性弾性層表面との相互作用により、効果的に導電性弾性層の表面処理が行われ、表面層との密着性に優れる導電性ローラを得ることが可能となる。このとき、エポキシ基と有機チタン化合物との間においても相互に作用し、より効果的に表面処理することが可能となる。ここで、有機チタン化合物との相互作用の観点から、エポキシ基含有化合物としては、分子内に加水分解性ケイ素基を有するエポキシ基含有化合物を好適に用いることができる。この場合、エポキシ基だけでなく、加水分解性ケイ素基も有機チタン化合物との相互作用を及ぼし、導電性弾性層がより効果的に表面処理できる。
本発明におけるプライマーの必須成分である有機チタン化合物としては、Ｔｉ−Ｏ−Ｃ結合を有する有機チタン化合物を好適に用いることができる。具体例としては、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン等のテトラアルコキシチタンのほか、オキシ酢酸やエチレングリコール等の残基を有するものなど一般的なチタネートカップリング剤を使用することができる。
【０００９】
本発明におけるプライマーには、必要に応じて、シランカップリング剤、粘着性付与剤、導電性付与剤、有機微粒子、無機微粒子等を適宜使用することができる。
本発明においては、上述のエポキシ基含有化合物と有機チタン化合物を溶剤の存在下で均一混合してプライマー溶液を作成し、例えば、スプレー法やディッピング法などの方法で導電性弾性層の外周上に塗布し、乾燥させて表面処理を実施することができる。このとき、使用する溶剤はプライマー成分が溶解、もしくは、均一分散すれば、特に制限はない。また、プライマー溶液の濃度は、表面処理の効率を勘案して任意の濃度を設定することができるが、濃度が高くなりすぎると、ポットライフ等の問題が発生するため、固形分濃度で３０％以下、より好ましくは、１０％以下で使用することが好ましい。
本発明においては、簡便なプライマー処理で導電性弾性層と表面層との密着性を改善することが可能となり、特に密着性を確保するための中間層等を形成する必要がないため、品質管理も容易で、コスト面でも有利となる。
【００１０】
次に、本発明の導電性ローラを構成する各層について説明する。
本発明の導電性ローラの金属支持部材としては、ステンレス鋼、鉄にメッキを施したものあるいはアルミニウムシャフト、円筒形状のアルミニウム素管を機械加工により仕上げたドラムや、ステンレス板を円筒形状に曲げて作製しこれらのつなぎ部分をレーザー加工により溶接したシームレスロールとしたものを例として挙げることができる。金属支持部材に要求される機能は、導電性弾性層および表面層を支持し所定の形状を維持することであり、旋盤加工・研磨加工等の機械加工及び引き抜き加工・絞り加工などの賦形加工により、容易に加工できる材料であれば、その材質や加工方法に制限を受けるものではない。
次に、本発明の導電性ローラにおける導電性弾性層について説明する。本発明における導電性弾性層の材料としては、広く一般に導電性ローラの弾性層材料として知られるものを使用することができるが、より好ましい例として、
（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
（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）導電性付与剤
を必須成分として含有する硬化性組成物を硬化させて得られるゴム材料が例示される。この硬化性組成物を金属支持部材のまわりに硬化させることで好適な導電性弾性層を得ることが可能となる。ここで（Ａ）成分の重合体は、（Ｃ）成分の存在下、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応して硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有するため、ヒドロシリル化反応が起こって高分子状になり硬化する。前記硬化性組成物は硬化前には低粘度液体であり、また、ヒドロシリル化反応を利用するため硬化性に非常に優れ、生産性および加工性の観点からより好ましい。前記硬化性組成物を熱硬化させる温度は、８０℃〜１８０℃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。
【００１１】
ここで、上記（Ａ）成分におけるアルケニル基とは、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く、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、ヘキセニル基等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等の環式不飽和炭化水素基、メタクリル基等が挙げられる。オキシプロピ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、直鎖上分子の場合は、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有するものであることが望ましい。このようにアルケニル基が重合体末端にあるときは、ローラのゴム弾性層を低硬度に設定しやすくなる、高強度化しやすくなるなどの点から好ましい。
【００１２】
前記（Ａ）成分のオキシプロピレン系重合体とは、主鎖を構成する繰り返し単位のうち５０％を超える単位がオキシプロピレン単位からなる重合体をいい、オキシプロピ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、プロピレングリコール、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やエチレンオキシド、ブチレンオキシドなどからなる共重合性単位であってもよい。
【００１３】
上記オキシプロピレン系重合体の分子量としては、数平均分子量（Ｍｎ）で１０００〜５００００であることが好ましい。数平均分子量が１０００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、粘度が高くなりすぎて加工性が悪くなる傾向にある。
【００１４】
本発明における（Ｂ）成分は、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。
（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、
【００１５】
【化１】
【００１６】
【化２】
【００１７】
【化３】
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
【００１８】
【化４】
【００１９】
【化５】
【００２０】
【化６】
などで示されるものが挙げられる。
【００２１】
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、あるいは系中における分散安定性がよいものが好ましい。特に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、微粉末シリカ等の粒径の小さいフィラーを配合してもよい。
（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として具体的に示すと、
【００２２】
【化７】
【００２３】
【化８】
などが挙げられる。
【００２４】
また、本発明における（Ｂ）成分の使用量としては、（Ａ）成分のアルケニル基の総量（これを１当量とする）に対して、（Ｂ）成分の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。
【００２５】
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−ボンブラック等の担体に固体白金を担持させたもの；白金ービニルシロキサン錯体｛例えば、Ｐｔｎ（ＶｉＭｅ２ＳｉＯＳｉＭｅ２Ｖｉ）ｎ、Ｐｔ〔（ＭｅＶｉＳｉＯ）４〕ｍ｝；白金ーホスフィン錯体｛例えば、Ｐｔ（ＰＰｈ３）４、Ｐｔ（ＰＢｕ３）４｝；白金ーホスファイト錯体｛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（ａｃａｃ）２、また、Ａｓｈｂｙらの米国特許第３１５９６０１及び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。
【００２６】
また、白金化合物以外の触媒の例としては、ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３、ＲｈＣｌ３、Ｒｈ／Ａｌ２Ｏ３、ＲｕＣｌ３、ＩｒＣｌ３、ＦｅＣｌ３、ＡｌＣｌ３、ＰｄＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、ＮｉＣｌ２、ＴｉＣｌ４、等が挙げられる。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、Ｐｔ（ａｃａｃ）２等が好ましい。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。
【００２７】
本発明の（Ｄ）成分の導電性付与剤としては、カーボンブラックや金属酸化物、金属微粉末、さらには、第４級アンモニウム塩、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基などを有する有機化合物もしくは重合体、エーテルエステルイミド、もしくはエーテルイミド重合体、エチレンオキサイド−エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコールアクリレートなどで代表される導電性ユニットを有する化合物、または高分子化合物などの帯電防止剤といった化合物などがあげられる。本発明における（Ｄ）成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。上記カーボンブラックの例としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、オイルブラックなどがあげられる。これらカーボンブラックの種類、粒径等に制限はない。
（Ｄ）成分の添加量は、所望の導電特性に応じて調整して添加され、（Ａ）成分の重合体１００重量部に対し、０．０１〜１００重量部、さらには０．１〜５０重量部用いることが好ましい。添加量が少なすぎると、発現される導電付与能が不十分であり、また、添加量が多すぎると硬化性組成物の粘度の上昇が大きく作業性が悪くなる恐れがある。また、用いる導電性付与剤の種類あるいは添加量によっては、ヒドロシリル化反応を阻害するものがあるため、導電性付与物質のヒドロシリル化反応に対する影響を考慮しなければならない。
【００２８】
また、本発明における硬化性組成物には、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、導電性弾性層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。
また、本発明における硬化性組成物には、粘度や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、１００重量部以下が好ましい。それ以上の添加量になると、ブリード等の問題を生じる可能性がある。
また、本発明における硬化性組成物には、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、本発明の（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、有機過酸化物等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−ジクロロプロペン等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００２９】
本発明における導電性ローラの導電性弾性層の形成方法は，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製などの金属支持部材を設置した金型に、組成物を押出成形、プレス成形、射出成形、反応射出成形（ＲＩＭ）、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導電性弾性層を成形する。ここで、本発明における導電性ローラの製造方法としては、弾性層を形成するための硬化性組成物が液状である場合、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。
【００３０】
次に、本発明の導電性ローラにおいて、導電性弾性層の外周面上に形成される表面層について説明する。
表面層の材料としては、特に制限はないが、導電特性と耐摩耗性の観点からはウレタン結合を含有し、また柔軟性等の観点からはポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート骨格を有する樹脂を主な組成とするウレタン樹脂組成物からなっていればよく、ウレタン樹脂と、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネートとのブレンド樹脂、１分子中にウレタン結合とポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリシロキサンからなる群において選ばれる少なくとも１つの骨格を含有するウレタン樹脂組成物であってもよい。
また、表面層を構成する樹脂組成物には抵抗調整、表面形状の調整あるいは導電性弾性層に対する接着性等の観点から、導電性付与剤、各種フィラー等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【００３１】
次に、本発明における表面層の形成方法について説明する。
本発明における表面層の形成方法としては特に制限はないが、プライマーによって表面処理された導電性弾性層の上から、表面層を構成する樹脂組成物をスプレー塗布、ディップ塗布、ロールコート等の方法を用いて所定の厚みに塗布し、所定の温度で乾燥、硬化させることにより、該導電性弾性層の表面層を形成することができる。具体的には、上記の表面層として使用される樹脂を溶剤に溶かして固形分を５〜２０％にしてスプレーあるいはディッピング塗布する方法が簡便である。使用する溶剤としては用いる表面層の主成分である樹脂が相溶すれば特に制限はなく、具体的には、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、トルエン等が例示される。特に、ウレタン樹脂を用いて表面層を形成する場合、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドやＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが相溶性の観点から好ましい。ここで、表面層の乾燥温度としては、７０〜２００℃が好ましい。乾燥温度が７０℃より低いと乾燥が不十分になる場合があり、２００℃より高いと、下層の導電性弾性層の劣化を招く恐れがある。また、表面層の厚さは、用いる材料、組成および用途などにより適切な値に設定するものであり、とくに限定されないが、通常１〜１００μｍが好ましい。１μｍより薄くなると耐磨耗性が低下し、長期間の耐久性が低下する傾向がある。また、１００μｍより厚いと、弾性層との線膨張率の差に起因してしわが発生しやすくなるまたは圧縮歪みが大きくなるなどの問題が発生する傾向がある。
本発明においては、表面層溶液の被膜性を改善するために、レベリング剤等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。本発明における導電性ローラは、必要に応じて、導電性弾性層の外側に１層以上の表面層を設けてもよい。この場合、本発明の表面層は、同一又は類似の組成を有する樹脂組成物を用いて、複数回重ね塗りすることにより形成されるものであってもよい。
【００３２】
本発明の導電性ローラは、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、転写ドラム等に好適である。
【００３３】
【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。
【００３４】
（製造例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、鐘淵化学工業製）５００ｇに対して、（Ｄ）成分としてカーボンブラック＃３０３０Ｂ（三菱化学製）７０ｇを３本ロールで混練した混合物に、ついで、（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、鐘淵化学工業製）を３３ｇ、（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（白金含有量３ｗｔ％、キシレン溶液）を３５０μＬ、そして貯蔵安定性改良剤としてジメチルマレートを１７０μＬ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９０分間脱泡を行ったあと、得られた導電性組成物をローラ成形用金型に射出圧１ＭＰａで注入し、１４０℃で３０分加熱の条件で直径８ｍｍのＳＵＳ製のシャフトの周りに厚さ４ｍｍの導電性弾性層を設けた導電性ローラを作成した。
【００３５】
（実施例１）
製造例１で得られた導電性弾性層ローラ表面上に、エポキシ基含有化合物としてＡ−１８７（日本ユニカー製）を４ｇ、および、有機チタン化合物としてテトラブトキシチタンを４ｇを２００ｇのメチルエチルケトンに均一溶解させたプライマー溶液を刷毛で均一に塗布し、１００℃ｘ３分の条件で乾燥させ、表面処理した。このように表面処理を施した導電性弾性層を有するローラに、ポリエーテル系ウレタン樹脂（商品名ハイムレンＹ２５８）５０ｇを溶剤（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）４５０ｇに溶解した表面層塗布液をディッピング法により塗布し、１６０℃で９０分の条件で乾燥させ、導電性ローラを完成させた。
このようにして作成されたローラを、温度２０℃／相対湿度６０％の条件下で２４時間養生したのちに、ローラ表面に２ｍｍ間隔で縦横５本ずつの切れ込みを入れて、１６個の升目を作成した。この升目を覆うように、粘着テープ（商品名：メンディングテープ、３Ｍ製）を１ｋｇ荷重のロールにて貼り付けて１時間養生した後、粘着テープの一端から１００ｍｍ／秒の速さで引き剥がした。このとき、引き剥がしたテープについた升目の数を数え、導電性弾性層と表面層との密着性を評価した。評価結果を表１に示す。
【００３６】
（実施例２）
エポキシ基含有化合物としてエピコート８２５（油化シェル製）を４ｇ、および、有機チタン化合物としてテトラブトキシチタンを４ｇを２００ｇのメチルエチルケトンに均一溶解させたプライマー溶液を用い、後は実施例１と同様に導電性ローラを完成させ、弾性層と表面層との密着性評価を実施した。評価結果を表１に示す。
【００３７】
（比較例１）
プライマーを処理を施さずに、後は実施例１と同様に導電性ローラを作成し、導電性弾性層と表面層との密着性評価を実施した。評価結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【発明の効果】
本発明により、導電性弾性層と表面層との密着性が改善された導電性ローラを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電性ローラの断面図
【符号の説明】
１：表面層
２：導電性弾性層
３：支持部材
Claims (8)
- 金属支持部材、該支持部材外周面上に形成された導電性弾性層、および、その外周面上に形成された１層以上の表面層からなる導電性ローラにおいて、導電性弾性層がプライマーによって表面処理された後に、表面層が形成されて製造され、該プライマーが、（Ｉ）エポキシ基含有化合物、（ＩＩ）有機チタン化合物、を必須成分として含有することを特徴とする導電性ローラ。
- 成分（Ｉ）が、加水分解性ケイ素官能基を有するエポキシ基含有化合物であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
- 成分（ＩＩ）が、テトラアルコキシチタンであることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性ローラ。
- 導電性弾性層が、
（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
（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）導電性付与剤
を必須成分として含有する硬化性組成物を硬化させて得られることを特徴とする導電性ローラに用いられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ローラ。 - 前記（Ａ）成分の有機重合体中のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基が、該重合体の末端に存在する、請求項４に記載の導電性ローラ。
- 前記（Ｂ）成分が、平均して１分子中に少なくとも２個以上のヒドロシリル基を含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４または５に記載の導電性ローラ。
- 前記（Ｄ）成分が、カーボンブラックである、請求項４〜６のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
- 表面層を形成する材料がウレタン樹脂であることを特徴とする導電性ローラに用いられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
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