JP2004317763A

JP2004317763A - 帯電部材

Info

Publication number: JP2004317763A
Application number: JP2003111178A
Authority: JP
Inventors: Hideji Fujiwara; 秀二藤原; Haruyuki Takayama; 治幸高山; Michihiro Ishiguro; 通裕石黒
Original assignee: Kuraray Plastics Co Ltd
Current assignee: Kuraray Plastics Co Ltd
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】電子写真画像形成装置に用いられる帯電部材としての性能を安定的に満たしつつ、環境負荷低減を目的としたリサイクルが簡便にでき、かつ製造工程での作業環境の汚染がない帯電部材を提供すること
【解決手段】（ａ）炭素原子および水素原子から構成される熱可塑性樹脂、（ｂ）ポリオレフィンブロックと親水基ポリマーのブロックとが交互に結合した構造を有するブロックポリマーおよび（ｃ）エーテル含有エステル化合物またはポリアルキレンオキシドポリオールに溶解した電解質リチウム塩からなり、重量比が（ａ）：（ｂ）：（ｃ）＝１００：（２〜１００）：（０〜１０）で、かつＪＩＳＫ６２５３タイプＡデュロメータ硬さが９０以下である熱可塑性樹脂組成物より成る半導電層を用いた帯電部材。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真画像形成装置に用いられる帯電部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、被帯電体である感光体に直接当接させて帯電を行なう接触帯電装置が多く用いられている。例えば、帯電装置をローラー状にして、被帯電体である感光体上に接触従動させて帯電を行なうものである（特許文献１）。この方法はコロナ帯電方式に比べて、印加電圧が低いことやオゾンの発生量が極めて少ないことなどの利点を有している。しかしながら、この帯電ローラーは芯金の上に弾性層／半導電（抵抗）層／保護層（表層）という３層を有した構造であり、この順序で材料を重ね塗りすることによって作製する。そして弾性層や半導電層には導電性顔料を分散したゴムを用いている。ゴムを使用する場合は、その弾性を発揮させるためや劣化防止のため数種の可塑剤や活性剤を含有することが必要であり、更にゴム中に添加する導電性顔料を分散するためには分散助剤を用いる事も少なくない。
【０００３】
一方、感光体の表面はポリカーボネートやアクリルといった非晶性樹脂である為、前述の可塑剤や活性剤及び分散助剤に対し非常に侵され易いという性質を有する。よって、帯電ローラーの半導電層から可塑剤などが漏洩するのを防止するため最表面に保護層が必要となる。従ってこれら３層の構造は必須でありその製造工程は複雑である。３層夫々の成形を経て製造されるため、このような帯電ローラーは非常に高価なものとなりやすい。また、その保護層は、材料を有機溶剤に溶解した塗料をコーティングすることによって作製するため作業環境汚染及び大気汚染という問題も生じる。加えてこの帯電ローラーは多種の材料が重ねられて製造されているためそのリサイクルは非常に困難である。
その後、これらの問題を解決するために熱可塑性エラストマーを帯電部材に用いる方法が提案されている（特許文献２）。しかしながら、この方法では、導電性顔料（例えば導電性カーボン、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、黒鉛、アルミニウム、ニッケル等の粉体）を熱可塑性エラストマーに混練して使用しており、混練物の製造工程において、粉体が飛散して作業環境を汚染する問題がある。また、分散混合が困難なために成形した帯電部材の導電性が安定しないなどの問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−７３８０号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平７−１２１００６号公報（［００１６］〜［００３５］）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術のかかる状況に鑑み、電子写真画像形成装置に用いられる帯電部材としての性能を安定的に満たしつつ、環境負荷低減を目的としたリサイクルが簡便にでき、かつ製造工程での作業環境の汚染がない帯電部材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、（ａ）炭素原子および水素原子から構成される熱可塑性樹脂、（ｂ）ポリオレフィンブロックと親水基ポリマーのブロックとが交互に結合した構造を有するブロックポリマー、（ｃ）エーテル含有エステル化合物またはポリアルキレンオキシドポリオールに溶解した電解質リチウム塩からなり、重量比が（ａ）：（ｂ）：（ｃ）＝１００：（２〜１００）：（０〜１０）で、かつＪＩＳＫ６２５３タイプＡデュロメータ硬さが９０以下である熱可塑性樹脂組成物から成る半導電層を使用した帯電部材を提供することによって達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において（ａ）成分としては、オレフィン共重合体（イ）、水素添加ブロック共重合体を主体とした熱可塑性エラストマー（ロ）、および、オレフィン系エラストマー（ハ）が有用なものとして挙げられる。このうちとくに水素添加ブロック共重合体を主体とした熱可塑性エラストマー（ロ）が有用である。
【０００８】
オレフィン系共重合体（イ）としては、エチレン単位と炭素数が４以上のα−オレフィン単位からなり、両者のモル比がエチレン単位／炭素数が４以上のα−オレフィン単位＝５５／４５〜９９／１であるオレフィン系共重合体が好適である。
【０００９】
オレフィン系共重合体を構成する炭素数が４以上のα−オレフィン単位としては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−オクタデセンなどのα−オレフィン単位から誘導される構成単位が挙げられる。これらの中でも、炭素数が４〜１０のα−オレフィンから誘導される構成単位がより好ましく、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンから誘導される構造単位が特に好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１０】
ここで、オレフィン系共重合体の具体例を示せば、例えば、エチレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−ヘキセンランダム共重合体、エチレン−オクテンランダム共重合体、エチレン−デセンランダム共重合体、エチレン−４−メチルペンテンランダム共重合体が挙げられる。これらの中でも、エチレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−ヘキセンランダム共重合体、エチレン−オクテンランダム共重合体が好ましい。
これらのオレフィン系共重合体は、メタロセン触媒を用いて重合して得られたものが最適である。メタロセン触媒（シングルサイト触媒、カミンスキー触媒ともいう）とは、メタロセン系遷移金属錯体と有機アルミニウム化合物とからなる触媒であり、無機物に担持されて使用されることもある。
【００１１】
具体的なオレフィン系共重合体として、例えばデュポンダウエラストマー社製の「アフィニティー（ＡＦＦＩＮＩＴＹ）」、「エンゲージ（ＥＮＧＡＧＥ）」（いずれも商品名）、エクソン・ケミカル社製の「イグザクト（ＥＸＡＣＴ）」（商品名）、住友化学工業社製の「エスプレン（ＥＳＰＲＥＮＥ）ＳＰＯ（商品名）のＮシリーズ」などの市販のものを使用することができる。
【００１２】
本発明において使用する水素添加ブロック共重合体を主体とした熱可塑性エラストマー（ロ）の水素添加ブロック共重合体とは、分子中にビニル芳香族化合物からなる重合体ブロックＡを２個以上有し、かつ、共役ジエン化合物からなる重合体ブロックＢを１個以上有するブロック共重合体を水素添加して得られる水素添加ブロック共重合体であり、例えば（Ａ−Ｂ）_ｍ（ｍは２〜１０の整数を表す）、（Ａ−Ｂ）_ｎ−Ａ（ｎは１〜１０の整数を表す）、（Ａ−Ｂ）_ｍ−Ｘ（Ｘはカップリング剤残基を表し、ｍは２〜１０の整数を表す）等の構造を有するビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体を水素添加して得られる水素添加ブロック共重合体などが挙げられる。水素添加ブロック共重合体においては、ビニル芳香族化合物の含有率が５〜７５重量％であることが好ましく、１０〜６５重量％であることがより好ましい。
【００１３】
水素添加前のブロック共重合体を構成するビニル芳香族化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ，ｍまたはｐ−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等が挙げられる。これらの中でも、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましい。ビニル芳香族化合物は、単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
また、水素添加前のブロック共重合体を構成する共役ジエン化合物としては、例えば、１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチルー１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン等が挙げられる。これらの中でも、イソプレン、１，３−ブタジエンまたはこれらの混合物が好ましい。共役ジエン化合物は、単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
【００１４】
水素添加前のブロック共重合体における重合体ブロックＢのミクロ構造は特に限定されない。例えば、重合体ブロックＢがポリイソプレンからなるブロックである場合には、その１，４結合量が８０％以上であることが望ましい。また、重合体ブロックＢがポリブタジエンからなるブロックである場合には、その１，４結合量が４０〜８０％であることが望ましい。
該水素添加ブロック共重合体における重合体ブロックＡと重合体ブロックＢの結合様式は、線状あるいは分岐状、あるいはこれらの任意の組み合わせであってもよい。
【００１５】
水素添加ブロック共重合体を製造する際、耐熱性、耐候性の観点から、水素添加前のブロック共重合体における共役ジエン化合物に由来する不飽和二重結合の７０％以上を水素添加することが好ましい。水素添加ブロック共重合体における重合体ブロックＢ中の不飽和二重結合量は、ヨウ素化測定、赤外分光光度計、核磁気共鳴装置等により求められる。
【００１６】
さらに、該水素添加ブロック共重合体は、本発明の趣旨を損なわない限り、分子鎖中に、または分子末端に、カルボキシル基、水酸基、酸無水物、アミノ基、エポキシ基などの官能基を含有してもよい。
【００１７】
上記した水素添加ブロック共重合体には、硬度調整などを目的として、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン樹脂、非芳香族系の鉱物油または非芳香族系の液体もしくは低分子量の合成軟化剤であるゴム用軟化剤のパラフィン系、ナフテン系プロセスオイルが好適に用いられる。上記した水素添加ブロック共重合体にこのような添加剤を配合したものを使用する場合は、これらの組成物を、本発明においては、水素添加ブロック共重合体を主体とした熱可塑性エラストマーという。このようなスチレン系エラストマー組成物としては、クラレプラスチックス社製「セプトンコンパウンド」、リケンテクノス社製「レオストマー」、三菱化学社製「ラバロン」（いずれも商品名）などが挙げられる。
【００１８】
本発明において使用するオレフィン系エラストマー（ハ）とは、オレフィン系ゴム（ｉ）とプロピレン系重合体（ｉｉ）とが主成分の組成物が好適である。このようなオレフィン系エラストマーとしては、例えば、三菱化学社製「サーモラン」（商品名）、三井石油化学社製「ミラストマー」（商品名）、住友化学社製「住友ＴＰＥ」、ＡＥＳジャパン社製「サントプレーン」（商品名）等の市販品がある。
【００１９】
上記のオレフィン系エラストマー（ハ）の主成分であるオレフィン系ゴム（ｉ）としては、エチレン−プロピレン系共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン−１−ブテン−非共役ジエン共重合体ゴム、プロピレン−１−ブテン−非共役ジエン共重合体ゴム等のオレフィンを主成分とする弾性共重合体が挙げられる。これらの中ではＥＰＤＭが好ましい。
【００２０】
上記の非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン等が挙げられるが、特にエチリデンノルボルネンが好ましい。オレフィン系ゴム（ｉ）のより好ましい具体例としては、エチレン含量が５５〜７５重量％、非共役ジエン含有量が１〜１０重量％のＥＰＤＭである。エチレン含量が５５重量％未満の場合は押出成形性が低下し、７５重量％より多い場合は柔軟性が失われる傾向がある。
【００２１】
一方、オレフィン系エラストマー（ハ）の他の成分であるプロピレン系共重合体（ｉｉ）としては、特に制限されないが、ポリプロピレン又はプロピレンと炭素数が２以上のα−オレフィンとの共重合体が好ましい。炭素数が２以上のα−オレフィンの具体例としては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチルー１−ブテン、１−ヘキセン、１−デセン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン等が挙げられる。
【００２２】
オレフィン系エラストマー（ハ）において、上記のオレフィン系ゴム（ｉ）とプロピレン系重合体（ｉｉ）の含有割合は次の通りである。すなわち、両者の合計量に対し、オレフィン系ゴム（ｉ）は、通常２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量％、プロピレン系重合体（ｉｉ）は８０〜２０重量％、好ましくは７０〜３０重量％である。
【００２３】
オレフィン系エラストマー（ハ）としては、上記割合のオレフィン系ゴム（ｉ）とプロピレン系重合体（ｉｉ）の混合物を架橋剤の存在下で動的に熱処理したものが好ましい。架橋剤としては、有機過酸化物、フェノール樹脂、硫黄などが挙げられる。これらの中では、有機過酸化物が好ましい。
【００２４】
上記オレフィン系エラストマーには、硬度調整などを目的として、非芳香族系の鉱物油または非芳香族系の液体もしくは低分子量の合成軟化剤であるゴム用軟化剤のパラフィン系、ナフテン系プロセスオイルが可塑剤として好適に用いられる。
【００２５】
上記したとおりの炭素原子および水素原子を主たる構成成分とする熱可塑性樹脂を使用することにより、柔軟で、かつ環境負荷の少ない熱可塑性組成物が得られる。本発明において、炭素原子および水素原子を主たる構成成分とする熱可塑性樹脂としては、炭素原子および水素原子のみから構成されるものが好適であるが、これら以外の原子を多少含有していてもよい。
【００２６】
次に、本発明に使用する（ｂ）成分のブロックポリマーとしては、特開２００１−２７８９８５号公報に記載されているポリマーが挙げられる。例えば、ブロックポリマーとしては、オレフィンブロックと親水性ポリマーのブロックとがエステル結合、アミド結合、エーテル結合、ウレタン結合、イミド結合を介して繰り返し交互に結合した構造を有するものが挙げられる。ブロックポリマーを構成するポリオレフィンのブロックとしては、カルボニル基（好ましくは、カルボキシル基、以下同じ。）をポリマーの両末端に有するポリオレフィン、水酸基をポリマーの両末端に有するポリオレフィン、アミノ基をポリマー両末端に有するポリオレフィンが好適である。さらに、カルボニル基をポリマーの片末端に有するポリオレフィン、水酸基をポリマーの片末端に有するポリオレフィン、アミノ基をポリマー片末端に有するポリオレフィンも使用できる。このうち、変性のし易さからカルボニル基を有するポリオレフィンが好ましい。
【００２７】
また、（ｂ）成分のブロックポリマーを構成する親水性ポリマーとしては、ポリエーテル、ポリエーテル含有親水性ポリマー、カチオン性ポリマー、およびアニオン性ポリマーが使用できる。より詳細には、ポリエーテルジオール、ポリエーテルジアミン、およびこれらの変性物、ポリエーテルセグメント形成成分としてポリエーテルジオールのセグメントを有するポリエーテルエステルアミド、同セグメントを有するポリエーテルアミドイミド、同セグメントを有するポリエーテルエステル、同セグメントを有するポリエーテルアミド、および同セグメントを有するポリエーテルウレタン、非イオン性分子鎖で隔てられた２〜８０個、好ましくは３〜６０個のカチオン性基を分子内に有するカチオン性ポリマー、スルホニル基を有するジカルボン酸と、ジオールまたはポリエーテルとを必須構成単位とし、かつ分子内に２〜８０個、好ましくは３〜６０個のスルホニル基を有するアニオン性ポリマーなどが挙げられる。
【００２８】
具体的には、ポリプロピレンと無水マレイン酸とを反応させて得られる変性ポリプロピレンとポリアルキレングリコール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど）とを触媒存在下でエステル化することによって得られるブロックポリマーが好適なものとして挙げられる。このようなブロックポリマーとしては、三洋化成工業から上市されている商品名「ペレスタット３００」などが挙げられる。
【００２９】
（ｂ）成分のブロックポリマーの添加量は、（ａ）炭素原子および水素原子から構成される熱可塑性樹脂１００重量部に対し、２〜１００重量部であることが重要である。２重量部未満では、帯電部材として必要な導電性が発現しない。１００重量部を超えると硬くなる。３〜２０重量部添加するのが好適である。
【００３０】
さらに、本発明に使用する（ｃ）成分を構成するの電解質リチウム塩としては、特開２００２−１４６１７８号公報に記載されているトリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メタンリチウムが好ましい。
【００３１】
リチウム塩は、電子写真装置に用いられるトナーの種類によって決定される帯電部材の導電性が、例えば体積固有抵抗値１×１０^８Ω・ｃｍ以下の高い導電性を求められる場合に重要である。トナーの種類によって、同塩の配合有無を選択する。しかし、カラー電子写真装置においては、複数種のトナーを用いるため、同塩の配合は必須になる場合が多い。単一のトナーを用いる電子写真装置では必要がない場合もある。同塩のブリードアウトを防止し、さらに必要な導電性を効率よく得るために、リチウム塩をエーテル含有エステル化合物もしくはポリアルキレンオキシドポリオールに溶解して使用することが重要である。
【００３２】
リチウム塩を溶解するエーテル含有エステル化合物またはポリアルキレンオキシドポリオール化合物としては、特開２００２−１４６１７８号公報、特開２００２−２２６７０４号公報に記載されているような化合物が好適に使用される。例えば、エーテル含有エステル化合物としては、炭素数１〜９の直鎖または分岐脂肪族アルコールに、炭素数２〜４のアルキレンオキシドを１〜７モル付加して得られるアルコールと、二塩基酸とのエステル化物が好適なものとしてあげられる。
【００３３】
ここで、上記炭素数２〜４のアルキレンオキシドを１〜７モル付加して得られるアルコールの例としては、プロパノールにエチレンオキシド１〜７モル、プロピレンオキシド１〜４モル、またはブチレンオキシド１〜３モル、ブタノールにエチレンオキシド１〜６モルまたはプロピレンオキシド１〜３モル、ヘキサノールにエチレンオキシド１〜２モル、ペンタノールにエチレンオキシド１〜５モル、プロピレンオキシド１〜３モル、またはブチレンオキシド１〜２モル、オクタノールにエチレンオキシド１〜５モル、プロピレンオキシド１〜３モル、またはブチレンオキシド１〜３モル、ノナノールにエチレンオキシド１〜４モル、プロピレンオキシド１〜２モル、またはブチレンオキシド１〜２モルを、それぞれ、付加させたヒドロキシル化合物が挙げられる。なお、これらの化合物の中で、ブタノール１モルにエチレンオキシド２モルを付加させた２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、ブタノール１モルにエチレンオキシド１モルを付加させた２−ブトキシエタノールが、導電性と加工性とのバランスに良い。
また、上記二塩基酸としては、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フタル酸、コハク酸などのカルボン酸、およびこれらのカルボン酸無水物などが挙げられる。
上記炭素数２〜４のアルキレンオキシドを１〜７モル付加して得られるアルコールと上記二塩基酸から得られるエステル化物のうち、ビス〔２−（２−ブトキシエトキシ）エチル〕アジペート、ビス（２−ブトキシエチル）フタレートが好適である。
【００３４】
また、ポリアルキレンオキシドポリオールとしては、２個以上の活性水素原子を有するポリオールにアルキレンオキシドを付加して得られる化合物が挙げられる。２個以上の活性水素原子を有するポリオールとしては、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール等が使用できる。また、アルキレンオキシドとしてはエチレンオキシドやプロピレンオキシド等が使用できる。
ポリアルキレンオキシドポリオールとしては、特にポリテトラメチレンエーテルグリコールや下記（Ｉ）式（ｎは１以上の整数）示されるポリプロピレンオキシドポリオールが好適である。
【００３５】
【化１】

【００３６】
また、リチウム塩の配合割合、上記エーテル含有エステル化合物もしくはポリアルキレンオキシドポリオールの化合物１００重量部に対し、通常、０．１〜５０重量部、好ましくは１〜４０重量部である。この範囲内にあるときリチウム塩のブリードアウトをより充分に防止でき、また、導電性を効率よく付与し、さらに材料劣化をより充分に防ぐことができる。
【００３７】
（ｃ）成分のリチウム塩の溶解物の配合量は、（ａ）成分１００重量部に対し、０〜１０重量部であり、好ましくは０．０５〜１０重量部、最適には０．０５〜５重量部である。１０重量部を超えると導電性は変わらず、成形品の表面性が荒れる。
【００３８】
このような電解質リチウム塩をエーテル含有エステル化合物もしくはポリアルキレンオキシドポリオールに溶解したものとしては、三光化学工業から上市されている商品名「サンコノール０８６２−２０Ｒ」（商品名）、「サンコノールＰＥＯ−２０Ｒ」（商品名）などが挙げられる。
【００３９】
本発明において半導電層として用いる熱可塑性樹脂組成物は、耐熱性、耐候性の向上あるいは増量などを目的として、炭酸カルシウム、タルク、カーボンブラック、酸化チタン、シリカ、クレー、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム等の無機充填剤を混合することができる。更には、ガラス繊維、カーボン繊維のような無機あるいは有機繊維状物の混合も目的に応じ可能である。この他熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤、粘着付与剤、帯電防止剤、滑剤、発泡剤、着色剤等の添加も可能である。
【００４０】
本発明において半導電層として用いる熱可塑性樹脂組成物は、硬さが９０度以下（ＪＩＳＫ６２５３タイプデュロモーター）であることが重要である。９０度を越える場合は柔軟性に欠ける。とくに３０〜８５度の範囲が好適である。このような硬さは、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の配合割合を適宜選択することにより得られる。
【００４１】
本発明において半導電層として用いる熱可塑性樹脂組成物を製造する方法としては、従来公知の方法が特に制限なく用いられる。例えば、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ブラベンダー、ヘンシェルミキサー、オープンロール、ニーダー等の混練機あるいは混合機を用いて、各種成分を加熱溶融状態で混練することにより得られる。
【００４２】
導電性を付与する（ｂ）および（ｃ）成分の分散は、上記のような各種混合機を用いる事により簡単に行え、分散助剤も一切必要としないという利点を有する。また、（ｂ）成分は、ペレット形状の固形物であり、（ｃ）成分は液状であるため、混合あるいは混練工程において、粉体のように飛散することがなく作業環境を汚染する心配も少ない。
本発明の帯電部材に用いる熱可塑性樹脂組成物は、従来、帯電部材の一部として用いられていた加硫ゴムに比べ、劣化しにくいので、酸化防止剤などの添加も極めて少なく抑えられる。これらの効果により分散助剤、酸化防止剤の添加が極めて少なくできるため、これらの各種助剤に対してデリケートな感光体表面に、帯電部材を接触させても悪影響（感光体表面の汚染）を及ぼす心配が非常に小さい。
【００４３】
上記の熱可塑性樹脂組成物を従来公知の方法、例えば熱プレス、射出成形、押出成形、ブロー成形などの各種成形方法により任意の形状に成形することが出来る。この場合製造工程に溶剤を一切用いないため作業環境および大気汚染を引き起こすことが無い。
【００４４】
加えて構成が簡単であるためその製造コストを大幅に低減できる。更に、半導電層が単一であるためリサイクルが簡単に行える。
【００４５】
製品寿命を終えた帯電部材は感光体との摺擦により表面が傷ついたり、通電により表面が劣化したり、あるいは紙粉やトナーの付着により汚れている。このような製品寿命を終えた帯電部材をリサイクルする場合に、従来の帯電ローラーでは、半導電層に加硫ゴムを用いており、加硫ゴムは熱硬化性の性質を有しているため、熱を加えることが出来ずリサイクルが困難であった。従って、従来の帯電ローラーをリサイクルするためにはこれらの欠陥を補うためローラーを洗浄したり表層を新たにコーティングし直す必要があった。これらの工程は煩雑でありリサイクルのコストアップにつながっている。しかし、本発明により提供される帯電部材は単一な半導電層を有しているため半導電層自体のリサイクルが非常に簡単に行える。更に本発明は、半導電層として熱可塑性樹脂組成物を用いているため、加熱により容易に半導電層を分離できリサイクル出来る。
【００４６】
本発明において半導電層が接続される金属電極には、アルミニウム、鉄、銅、あるいはこれらを含む各種の合金など、導電性の高い金属が用いられる。金属電極としては芯金が使用されることが多い。
【００４７】
本発明の帯電部材は、被帯電体と対向接触し、振動電界又は直流電圧印加により、被帯電体に帯電性を付与するもので、環境負荷低減を目的としたリサイクルが簡便にでき、かつ製造工程での作業環境の汚染がないなどの特長を有する。また、安定した導電性（抵抗値）が得られるため、各種の電子写真画像形成装置に好適に用いることができる。電子写真形成装置としては複写機だけでなく、ファクシミリ、レーザープリンター、ＬＥＤプリンター、ＣＲＴプリンター、電子写真式製版システムなどをあげることができる。
【００４８】
【実施例】
本発明をより具体的かつ詳細に説明するために以下に実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
尚、本発明により得られる熱可塑性樹脂組成物と帯電部材の性能評価は以下に示す方法によって行った。熱可塑性樹脂組成物は、硬さ、成形品の表面性、及び導電性（体積固有抵抗）の評価を行い、この熱可塑性樹脂組成物を用いて作製した帯電部材は、転写式電子写真装置に設置して得られた画像状態を評価した。結果を表１及び表２に示した。なお、表１は複数種のトナーを使用するカラー転写式電子写真装置、表２は１種のトナーを使用するモノクロ転写式電子写真装置の夫々の結果を示したものである。
【００４９】
＜熱可塑性樹脂組成物の評価＞
二軸押出機（口径４６ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４６）を使用して、表１及び表２に示す配合に従って、各構成成分を２００℃で溶融混練し、ペレット状の熱可塑性エラストマー組成物を得た。
【００５０】
また、表１の実施例１〜３および比較例１〜６、表２の実施例１〜６および比較例１〜６では、（ａ）成分として熱可塑性樹脂（イ）、水素添加ブロック共重合体（ロ）、オレフィン系エラストマー（ハ）、鉱物油軟化剤、オレフィン系樹脂、（ｂ）成分としてブロックポリマー、（ｃ）成分としてリチウム塩溶液、導電性顔料の各配合剤はそれぞれ以下のものを使用した。
（ａ）成分
熱可塑性樹脂（イ）
「エンゲージ８２００」（商品名、デュポンダウエラストマー社製）オレフィン系共重合体
水素添加ブロック共重合体を主体とした熱可塑性エラストマー（ロ）
水素添加ブロック共重合体（スチレン含有量３０重量％、数平均分子量２０万、水添率９７％のスチレン−エチレン・プロピレン−スチレントリブロック共重合体）
鉱物油軟化剤
「ダイアナプロセスオイルＰＷ−９０」（商品名、出光興産社製）
パラフィン系プロセスオイル
オレフィン系樹脂
「ノバッテックポリプロピレンＥＡ９」（商品名、日本ポリケム社製）
ＭＦＲ：０．５ｇ／１０分
オレフィン系熱可塑性エラストマー（ハ））
「サントプレン１０１−５５」（商品名、ＡＥＳジャパン社製）
（ｂ）成分
ブロックポリマー
「ペレスタット３００」（商品名、三洋化成工業社製）（ポリプロピレンを主体としたポリオレフィンと無水マレイン酸とを反応させて得られる変性ポリオレフィンとポリエチレンを主体としたアルキレングリコールとを触媒存在下でエステル化することによって得られるブロックポリマー）
（ｃ）成分
リチウム塩溶解物
「サンコノールＰＥＯ−２０Ｒ」（商品名、三光化学工業社製）
ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム塩／ポリアルキレンオキシドポリオール＝８０／２０（ｗｔ％）
【００５１】
Ｉ）硬さ
表１及び表２に示す熱可塑性樹脂組成物を用いて、押出機（２００℃）で、２５ｍｍ幅×２ｍｍ厚みの押出テープを作製し、ＪＩＳＫ６２５３準拠の方法によるタイプＡデュロメータ硬度を測定した。なお、押出機は４０φ、Ｌ／Ｄ＝３２を用いた。
【００５２】
ＩＩ）表面性
表１及び表２に示す熱可塑性樹脂組成物を用いて、押出機（２００℃）で、２５ｍｍ幅×２ｍｍ厚みの押出テープを作製し、テープの表面を目視観察した。
○：表面が平滑である。
×：表面に微細な凹凸が見られる。
ＩＩＩ）導電性（体積固有抵抗）
表１及び表２に示す熱可塑性樹脂組成物を用いて、押出機（２００℃）で、２５ｍｍ幅×２ｍｍ厚みの押出テープを作製し、得られた押出しテープの体積固有抵抗値を測定した。
【００５３】
＜帯電部材の評価＞
ＩＶ）上記の＜熱可塑性樹脂組成物の評価＞で得られたペレット状の熱可塑性エラストマー組成物を用いて、外径φ１２ｍｍ、内径φ６ｍｍのチューブ押出し成形用環状ダイを装着した１軸押出機にて、押出機シリンダー温度２００℃で、熱可塑性エラストマーのチューブを作製した。更に得られたチューブに外径φ６ｍｍのアルミニウム製芯材を挿入して帯電ローラーを作製した。この帯電部材（ローラー）をカラーレーザービームプリンター（キヤノン社製「レーザーショットＬＢＰ−２０６０」）に用いられるカートリッジの一次帯電位置に取付けた。この帯電部材に、直流電圧−５５０Ｖ、交流電圧１．８ｋＶ（ピーク間電圧）を周波数１５０Ｈｚにて重畳印加して標準環境（温度：２３℃、湿度：５５％）において初期及び３０００枚耐久後の画像を観察した。観察結果を表１に示した。
【００５４】
また、一方で、前述の帯電部材（ローラー）をモノクロレーザービームプリンター（キヤノン社製「レーザーショットＡ４０４」）に用いられるカートリッジの一次帯電位置に取付けた。この帯電部材に、直流電圧−５５０Ｖ、交流電圧１．８ｋＶ（ピーク間電圧）を周波数１５０Ｈｚにて重畳印加して標準環境（温度：２３℃、湿度：５５％）において初期及び３０００枚耐久後の画像を観察した。観察結果を表２に示した。なお、２種のプリンターで使用した感光体の表面層（電荷輸送層）は共にポリカーボネート樹脂であった。
【００５５】
実施例１、２、３
表１及び表２に示す配合で，二軸押出機（口径４６ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４６）を使用して、表１に示す配合に従って、各構成成分を２００℃で溶融混練し、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を作製した。得られたペレットコンパウンドを用い、上記評価方法Ｉ）、ＩＩ）、ＩＩＩ）に準じて試験片を作製し、評価を行った。柔軟性を有し、表面性も良好であった。また、ＩＶ）に準じて行った評価においては、カラーレーザービームプリンター及びモノクロレーザービームプリンターの両方において、初期及び３０００枚耐久後の画像は共に良好であった。
【００５６】
実施例４、５、６
表２に示す配合で、実施例１と同様にして、各種物性評価を行った。（ｃ）成分のリチウム塩溶解物を添加しない場合は、導電性は実施例１、２、３に比較すると低下したが、モノクロレーザービームプリンターにおいては初期及び３０００枚耐久後の画像は共に良好であった。
【００５７】
比較例１、３、５
表１及び表２に示す配合で、実施例１と同様にして、各種物性評価を行った。（ｂ）成分のブロックポリマーを添加しない場合は、導電性が得られず、カラーレーザービームプリンター及びモノクロレーザービームプリンターの両方において画像が転写されなかった。
【００５８】
比較例２、４、６
表１及び表２に示す配合で、実施例１と同様にして、各種物性評価を行った。（ｂ）成分を過剰に添加した場合は、表面性、導電性も良好であったが、硬く、柔軟性が不足しており、カラーレーザービームプリンター及びモノクロレーザービームプリンターの両方において画像が欠ける部分があった。
【００５９】
【表１】

【００６０】
【表２】

【００６１】
【発明の効果】
電子写真画像形成装置に用いられる帯電部材としての性能を安定的に満たしつつ、環境負荷低減を目的としたリサイクルが簡便にでき、かつ製造工程での作業環境の汚染がない帯電部材を提供することができる。

Claims

（ａ）炭素原子および水素原子から構成される熱可塑性樹脂、（ｂ）ポリオレフィンブロックと親水性ポリマーのブロックとが交互に結合した構造を有するブロックポリマーおよび（ｃ）エーテル含有エステル化合物またはポリアルキレンオキシドポリオールに溶解した電解質リチウム塩からなり、重量比が（ａ）：（ｂ）：（ｃ）＝１００：（２〜１００）：（０〜１０）で、かつＪＩＳＫ６２５３タイプＡデュロメータ硬さが９０以下である熱可塑性樹脂組成物より成る半導電層を用いた帯電部材。
（ａ）の成分が、オレフィン系共重合体（イ）である請求項１記載の帯電部材。
（ａ）の成分が、分子中にビニル芳香族化合物からなる重合体ブロックＡを有し、かつ、共役ジエン化合物からなる重合体ブロックＢを有するブロック共重合体を水素添加して得られる水素添加ブロック共重合体を主体とした熱可塑性エラストマー（ロ）である請求項１記載の帯電部材。
（ａ）の成分が、オレフィン系エラストマー（ハ）である請求項１記載の帯電部材。
帯電部材が、金属電極の外周に半導電層を配したローラー形状である請求項１〜４のいずれかに記載の帯電部材。
帯電部材が、被帯電体と対向接触し、振動電界又は直流電圧印加により、被帯電体に帯電性を付与する請求項１〜５のいずれかに記載の帯電部材。
帯電部材が、電子写真画像形成装置用帯電部材である、請求項１〜６のいずれかに記載の帯電部材。