JP2007297438A - Composition for forming semiconducting urethane elastomer and semiconducting roll produced by using the same - Google Patents

Composition for forming semiconducting urethane elastomer and semiconducting roll produced by using the same Download PDF

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Tetsuya Kokubu
徹也 國分
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for forming a semiconducting urethane and having excellent stability of the stock solution and a semiconducting roll produced by using the composition and free from the bleed-out of the conductive agent even under a severe condition. <P>SOLUTION: The composition for forming a semiconducting urethane elastomer is composed of (A) a base material containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer obtained by reacting (a1) a polyether polyol with (a2) an organic polyisocyanate and (B) a curing agent containing (b1) a polyol, (b2) a conductive agent composed of a conductive carbon and (b3) an antistatic agent composed of a specific ionic compound, wherein the content of the component (b2) is 0.1-1 mass% and that of the component (b3) is 0.001-10 mass% based on the sum of the base material (A) and the curing agent (B). The invention further provides a semiconducting roll produced by using the composition. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、過酷な条件でもブリードアウトによるイオン化合物からなる制電剤のしみ出しがなく、原料液安定性に優れた半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物及び該組成物を用いた半導電性ロールに関するものであり、複写機やプリンター等の電子写真装置における現像ロール、帯電ロール、転写ロール等に好適なものである。   The present invention is a semiconductive urethane elastomer-forming composition having excellent raw material liquid stability without bleeding of an antistatic agent composed of an ionic compound even under severe conditions, and semiconductive using the composition The present invention relates to a roll, and is suitable for a developing roll, a charging roll, a transfer roll and the like in an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer.

従来より、ゴムに導電性を付与する手段として導電性微粉末を添加することが一般に行われている。導電性微粉末として、炭素(カーボンブラック)、金属、金属酸化物等が一般に用いられる。   Conventionally, conductive fine powder is generally added as a means for imparting conductivity to rubber. As the conductive fine powder, carbon (carbon black), metal, metal oxide and the like are generally used.

一方、電子写真装置におけるバイアス印加ロールは感光体及びトナーへの非汚染性が要求される。物理的、化学的、電気的な汚染を防ぐため、ゴムロール表層にポリアミド(ナイロン)やアルキッド樹脂等の導電性コーティングを施すことが一般的に行われている(特許文献1、特許文献2、特許文献3等参照)。   On the other hand, the bias application roll in the electrophotographic apparatus is required to be non-staining to the photoreceptor and toner. In order to prevent physical, chemical and electrical contamination, conductive coating such as polyamide (nylon) or alkyd resin is generally applied to the rubber roll surface layer (Patent Document 1, Patent Document 2, Patent) Reference 3 etc.).

しかしながら、このような構造を採用すると、工程が複雑となり製造コストが増大するという欠点を有している。   However, when such a structure is adopted, there is a disadvantage that the process becomes complicated and the manufacturing cost increases.

これらの問題点を簡便に解決する手段として、ロール表面の内側を化学的に処理する方法が提案されている(特許文献4参照)。   As a means for easily solving these problems, a method of chemically treating the inside of the roll surface has been proposed (see Patent Document 4).

この処理方法は効果的なものであるが、基材の表面抵抗の影響を受けやすいという問題点がある。   Although this treatment method is effective, there is a problem that it is easily affected by the surface resistance of the substrate.

一方、基材の電気抵抗がカーボンブラック等の導電性微粒子の分散により制御されている場合には、温湿度等の環境による変動は少ないものの、導電性微粒子の分散が不十分なことに起因するばらつきが問題となる。このばらつきの影響は、低解像度の領域では重視されなかったが、プリンター、複写機等電子写真装置の高画質化に伴い改善が要求されるようになった。   On the other hand, when the electrical resistance of the substrate is controlled by the dispersion of conductive fine particles such as carbon black, the variation due to the environment such as temperature and humidity is small, but the dispersion of the conductive fine particles is insufficient. Variation is a problem. The effect of this variation was not emphasized in the low-resolution area, but improvement has been demanded as the image quality of electrophotographic apparatuses such as printers and copiers increases.

また、導電化の別の手段として、イオン性の導電材料を用いる方法がある。この方法は、イオン性の導電材料を電気抵抗調整層のポリマーマトリックス中に分子レベルで分散させるものであるので、導電性顔料を電気抵抗調整層中に分散させる上記の方法と比べて電気抵抗のばらつきが小さく、そのために、部分的な帯電不良は画像品質的に問題とならない。しかし、イオン性の導電材料は移行性があるので、経時で帯電ローラ表面へブリードアウトして感光体ドラムを汚染してしまい、そのために画像不良を引き起こすという問題があった。また、イオン性の導電材料は、イオン塩という性質からウレタン樹脂への分散が困難な場合が多く、特にポリエーテルポリオールとの相溶性が乏しいものが多い。更にイオン性の導電材料の多くは吸湿性が高いため、成形時に大気中の水分を吸収し、良好な成形物が得られにくい。また、温湿度等の環境により電気抵抗が変化するという問題点がある。   As another means for conducting, there is a method using an ionic conductive material. In this method, since the ionic conductive material is dispersed at the molecular level in the polymer matrix of the electric resistance adjusting layer, the electric resistance is lower than that of the above method in which the conductive pigment is dispersed in the electric resistance adjusting layer. The variation is small, and therefore, partial charging failure does not cause a problem in image quality. However, since the ionic conductive material has a migratory property, it bleeds out to the surface of the charging roller over time and contaminates the photosensitive drum, thereby causing an image defect. In addition, ionic conductive materials are often difficult to disperse in urethane resins due to the nature of ionic salts, and in particular, are often poorly compatible with polyether polyols. Furthermore, since many ionic conductive materials have high hygroscopicity, it absorbs moisture in the atmosphere at the time of molding, and it is difficult to obtain a good molded product. In addition, there is a problem that the electrical resistance changes depending on the environment such as temperature and humidity.

このような問題を解決するための手段として、電気抵抗調整層の表面にバリア機能を有する保護層を設けることが提案されている。この保護層は、帯電ローラとしての機能を損なわないよう、薄肉かつ均一で、表面性が良好であることが必要とされている。この保護層を構成する材料としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂等が提案されている(特許文献5を参照。)。   As means for solving such a problem, it has been proposed to provide a protective layer having a barrier function on the surface of the electric resistance adjusting layer. This protective layer is required to be thin and uniform and have good surface properties so as not to impair the function as a charging roller. As a material constituting the protective layer, a fluororesin, a silicone resin, a polyamide resin, a polyurethane resin, a polyethylene resin, and the like have been proposed (see Patent Document 5).

しかしながら、これらの帯電ローラを画像形成装置に搭載して長期間使用すると、帯電ローラの表面保護層の主成分である樹脂材料が少なからず粘着性を帯びているので、帯電ローラの表面保護層が感光体ドラムから残存トナーや紙粉等を拾って汚損してしまい、そのために帯電不良や画像ムラが生じてしまうといった問題があった。   However, when these charging rollers are mounted on an image forming apparatus and used for a long period of time, the resin material that is the main component of the surface protection layer of the charging roller is not a little sticky. Residual toner, paper dust, and the like are picked up from the photosensitive drum and contaminated, which causes problems such as charging failure and image unevenness.

特開平1−66674号公報JP-A-1-66674 特開平4−67067号公報JP-A-4-67067 特開平7−20684号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-20684 特開平5−158341号公報JP-A-5-158341 特許第2947019号公報Japanese Patent No. 2947019

しかしながら、このような特性を全て満足する単層の半導電性ウレタンエラストマーを容易に製造できる製造方法は実現されていない。   However, a production method capable of easily producing a single-layer semiconductive urethane elastomer satisfying all of these characteristics has not been realized.

本発明は、このような事情に鑑み、従来のチューブ被覆あるいはコーティング等の複層構造を用いることなく、半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物及び該組成物を用いた半導電性ロールを提供することを課題とする。   In view of such circumstances, the present invention provides a semiconductive urethane elastomer-forming composition and a semiconductive roll using the composition without using a conventional multilayer structure such as tube coating or coating. This is the issue.

本発明者らは検討を重ねた結果、導電性カーボン及び特定のイオン性化合物からなる制電剤を併用することにより前記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。   As a result of repeated studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by using an antistatic agent composed of conductive carbon and a specific ionic compound, and the present invention has been completed.

すなわち本発明の態様は、
ポリエーテルポリオール(a1)と有機ポリイソシアネート(a2)を反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有する主剤(A)、並びにポリオール(b1)、導電剤(b2)、及び制電剤(b3)を含有する硬化剤(B)からなる半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物において、
導電剤(b2)が導電性カーボン、制電剤(b3)が炭素数10〜20の脂肪族系不飽和炭化水素基及び1個のヒドロキシアルキル基を有する第4級アンモニウムカチオンとビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)アニオンとからなるイオン性塩であって、導電剤(b2)及び制電剤(b3)の、主剤(A)と硬化剤(B)の総和量における各々の含有量が(b2):0.1〜1質量%、(b3):0.001〜10質量%であることを特徴とする半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物である。
That is, the aspect of the present invention
A main agent (A) containing an isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting a polyether polyol (a1) and an organic polyisocyanate (a2), a polyol (b1), a conductive agent (b2), and an antistatic agent ( In the semiconductive urethane elastomer-forming composition comprising the curing agent (B) containing b3),
The conductive agent (b2) is conductive carbon, and the antistatic agent (b3) is a quaternary ammonium cation having an aliphatic unsaturated hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and one hydroxyalkyl group, and bis (trifluoromethane). (Sulfonylimide) an ionic salt comprising an anion, each content of the conductive agent (b2) and the antistatic agent (b3) in the total amount of the main agent (A) and the curing agent (B) is (b2) : 0.1 to 1% by mass, (b3): 0.001 to 10% by mass, a semiconductive urethane elastomer-forming composition.

本発明の第二の態様は、
ポリエーテルポリオール(a1)と有機ポリイソシアネート(a2)を反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有する主剤(A)、並びにポリオール(b1)、導電剤(b2)、及び制電剤(b3)を含有する硬化剤(B)からなる半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物において、
導電剤(b2)が導電性カーボン、制電剤(b3)が炭素数10〜20の脂肪族系不飽和炭化水素基及び2個のヒドロキシアルキル基を有する第4級アンモニウムカチオンとビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)アニオンとからなるイオン性塩であって、導電剤(b2)及び制電剤(b3)の、主剤(A)と硬化剤(B)の総和量における各々の含有量が(b2):0.1〜1質量%、(b3):0.001〜10質量%であることを特徴とする半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物である。
The second aspect of the present invention is:
Main agent (A) containing an isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting polyether polyol (a1) and organic polyisocyanate (a2), polyol (b1), conductive agent (b2), and antistatic agent ( In the semiconductive urethane elastomer-forming composition comprising the curing agent (B) containing b3),
The conductive agent (b2) is conductive carbon, and the antistatic agent (b3) is an aliphatic unsaturated hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and a quaternary ammonium cation having two hydroxyalkyl groups and bis (trifluoromethane). (Sulfonylimide) an ionic salt comprising an anion, each content of the conductive agent (b2) and the antistatic agent (b3) in the total amount of the main agent (A) and the curing agent (B) is (b2) : 0.1 to 1% by mass, (b3): 0.001 to 10% by mass, a semiconductive urethane elastomer-forming composition.

本発明の第三の態様は、
導電剤(b3)が、ケッチェンブラックであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物である。
The third aspect of the present invention is:
3. The semiconductive urethane elastomer-forming composition according to claim 1, wherein the conductive agent (b3) is ketjen black.

本発明の第四の態様は、
前述のいずれかの半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物を用いた半導電性ロールである。
The fourth aspect of the present invention is:
It is a semiconductive roll using any of the aforementioned semiconductive urethane elastomer-forming compositions.

本発明により、半導電性を有し、電気抵抗の温度依存性が小さく、過酷な条件でも制電剤のブリードアウトがない半導電性ウレタンエラストマーの提供が可能となり、また高性能な半導電性ロールを提供することが可能となった。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductive urethane elastomer having semiconductivity, low temperature dependence of electrical resistance, and no bleeding out of the antistatic agent even under severe conditions, and high performance semiconductivity. It became possible to provide rolls.

本発明は、ポリエーテルポリオール(a1)と有機ポリイソシアネート(a2)を反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有する主剤(A)、並びにポリオール(b1)、導電剤(b2)、及び制電剤(b3)を含有する硬化剤(B)からなる半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物である。   The present invention includes a main agent (A) containing an isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting a polyether polyol (a1) and an organic polyisocyanate (a2), a polyol (b1), a conductive agent (b2), and It is a semiconductive urethane elastomer-forming composition comprising a curing agent (B) containing an antistatic agent (b3).

主剤(A)は、ポリエーテルポリオール(a1)と有機ポリイソシアネート(a2)を反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有するものである。   The main agent (A) contains an isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting the polyether polyol (a1) and the organic polyisocyanate (a2).

ポリエーテルポリオール(a1)の代わりにポリエステルポリオールを用いた場合は、得られる半導電性ウレタンエラストマーの耐加水分解性が低下するだけでなく、反発弾性も低下する。このため、ロールとして使用した場合、応力が加わった際に適度に変形し、その後応力が開放されると速い回復性が必要であるが、この点で不十分なものとなる。   When a polyester polyol is used instead of the polyether polyol (a1), not only the hydrolysis resistance of the resulting semiconductive urethane elastomer is lowered, but also the resilience is lowered. For this reason, when it is used as a roll, it deforms moderately when stress is applied, and when the stress is released thereafter, quick recovery is necessary, but this is insufficient.

本発明で用いられるポリエーテルポリオール(a1)の数平均分子量は、500超〜5,000が好ましく、1,000〜3,000が特に好ましい。   The number average molecular weight of the polyether polyol (a1) used in the present invention is preferably more than 500 to 5,000, particularly preferably 1,000 to 3,000.

具体的には、以下に示す活性水素基含有化合物を開始剤として、エチレンオキサイド(以後、EOと略す)、プロピレンオキサイド(以後、POと略す)、ブチレンオキサイド、アミレンオキサイド、メチルグリシジルエーテル等のアルキルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル等のアリールグリシジルエーテル、テトラヒドロフラン等の環状エーテルモノマーからEOのみ又はEOとその他のモノマーの混合物を公知の方法により付加重合することで得られるものである。本発明では、得られる半導電性ウレタンエラストマーの強度、反発弾性等を考慮すると、ポリ(オキシテトラメチレン)ポリオール(以下PTMGと略称する)が好ましい。   Specifically, an active hydrogen group-containing compound shown below is used as an initiator, such as ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), butylene oxide, amylene oxide, methyl glycidyl ether and the like. It can be obtained by addition polymerization of EO alone or a mixture of EO and other monomers from a cyclic ether monomer such as alkyl glycidyl ether or phenyl glycidyl ether, or a cyclic ether monomer such as tetrahydrofuran. In the present invention, poly (oxytetramethylene) polyol (hereinafter abbreviated as PTMG) is preferable in consideration of the strength, impact resilience, and the like of the obtained semiconductive urethane elastomer.

開始剤としては以下に示すものが挙げられる。
低分子ポリオール類:
エチレングリコール(以下EGと略称する)、1,2−プロパンジオール(以下1,2−PDと略称する)、1,3−PD、1,2−ブタンジオール(以下1,2−BDと略称する)、1,3−BD、1,4−BD、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール(以下1,6−HDと略称する)、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール(以下MPDと略称する)、ネオペンチルグリコール(以下NPGと略称する)、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、デカメチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール(以下DMHと略称する)、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−n−ヘキサデカン−1,2−エチレングリコール、2−n−エイコサン−1,2−エチレングリコール、2−n−オクタコサン−1,2−エチレングリコール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル−3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピオネート、ダイマー酸ジオール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物、水素添加ビスフェノールA、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヘキサントリオール、クオドロール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークローズ、グルコース、フラクトース等
低分子ポリアミン類:
エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トルエンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン等
低分子アミノアルコール類:
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等
その他活性水素基含有化合物:
アンモニア
Examples of the initiator include those shown below.
Low molecular polyols:
Ethylene glycol (hereinafter abbreviated as EG), 1,2-propanediol (hereinafter abbreviated as 1,2-PD), 1,3-PD, 1,2-butanediol (hereinafter abbreviated as 1,2-BD) ), 1,3-BD, 1,4-BD, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol (hereinafter abbreviated as 1,6-HD), 2-methyl-1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol (hereinafter abbreviated as MPD), neopentyl glycol (hereinafter abbreviated as NPG), 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, decamethylene glycol, diethylene glycol, diethylene glycol Propylene glycol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-n-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol (hereinafter abbreviated as DMH), , 2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-n-hexadecane-1,2-ethylene glycol, 2-n-eicosane-1,2-ethylene glycol 2-n-octacosane-1,2-ethylene glycol, cyclohexane-1,4-diol, cyclohexane-1,4-dimethanol, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl-3-hydroxy-2,2- Dimethylpropionate, dimer acid diol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, ethylene oxide or propylene oxide adduct of bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, trimethylolpropane, glycerin, hexanetriol, quadrol, pentaerythritol, sorbitol, Close, glucose, fructose and low molecular polyamines:
Low molecular amino alcohols such as ethylenediamine, propylenediamine, toluenediamine, metaphenylenediamine, diphenylmethanediamine, xylylenediamine, isophoronediamine, and diethylenetriamine:
Other active hydrogen group-containing compounds such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine:
ammonia

有機ポリイソシアネート(a2)としては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2′−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、1,4−ナフチレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、o−キシリレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネート、2−ニトロジフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジフェニルプロパン−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、4,4′−ジフェニルプロパンジイソシアネート、3,3′−ジメトキシジフェニル−4,4′−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2−メチル−1,5−ペンタンジイソシアネート、3−メチル−1,5−ペンタンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシリレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート、クルードトリレンジイソシアネート等のポリイソシアネート、これらの2種類以上の混合物、これらの有機ジイソシアネートのウレタン変性体、アロファネート変性体、ウレア変性体、ビウレット変性体、ウレトジオン変性体、ウレトイミン変性体、イソシアヌレート変性体、カルボジイミド変性体等が挙げられる。   Examples of the organic polyisocyanate (a2) include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, , 5-naphthylene diisocyanate, 1,4-naphthylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, o-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 4 , 4'-diphenyl ether diisocyanate, 2-nitrodiphenyl-4,4'-diisocyanate, 2,2'-diphenylpropane-4,4'-diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, 3,3'-dimethoxydiphenyl-4,4'-diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate Aliphatic diisocyanates such as 2-methyl-1,5-pentane diisocyanate, 3-methyl-1,5-pentane diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate , Alicyclic diisocyanates such as hydrogenated tetramethylxylylene diisocyanate and cyclohexyl diisocyanate, polyphenylene poly Polyisocyanates such as tylene polyisocyanate and crude tolylene diisocyanate, mixtures of two or more of these, urethane modified products, allophanate modified products, urea modified products, biuret modified products, uretdione modified products, uretoimine modified products of these organic diisocyanates, An isocyanurate modified body, a carbodiimide modified body, etc. are mentioned.

本発明の用いる主剤(A)に用いられるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーは、少なくとも前述のポリエーテルポリオール(a1)と有機ポリイソシアネート(a2)を反応させて得られる。このときのイソシアネート基/水酸基のモル比(R値)は1.1〜10が好ましく、特に1.5〜5が好ましい。反応温度は30〜100℃、好ましくは50〜80℃である。   The isocyanate group-terminated urethane prepolymer used in the main agent (A) used in the present invention is obtained by reacting at least the aforementioned polyether polyol (a1) and the organic polyisocyanate (a2). In this case, the isocyanate group / hydroxyl molar ratio (R value) is preferably 1.1 to 10, and more preferably 1.5 to 5. The reaction temperature is 30 to 100 ° C, preferably 50 to 80 ° C.

このようにして得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーは、イソシアネート含量が1〜15質量%であり、75℃の粘度は100〜5,000mm/s2 である。 Isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained in this way, an isocyanate content of 1 to 15 wt%, a viscosity of 75 ° C. is 100~5,000mm / s 2.

本発明に用いられる硬化剤(B)は、ポリオール(b1)、導電剤(b2)、及び制電剤(b3)を含有するものである。   The curing agent (B) used in the present invention contains a polyol (b1), a conductive agent (b2), and an antistatic agent (b3).

このポリオール(b1)としては、数平均分子量が500以下の低分子ポリオール、数平均分子量が500超〜3,000の高分子ポリオールが挙げられる。   Examples of the polyol (b1) include a low molecular polyol having a number average molecular weight of 500 or less and a high molecular polyol having a number average molecular weight of more than 500 to 3,000.

数平均分子量が500以下の低分子ポリオールとしては、EG、DEG、1,2−PG、1,3−PG、1,3−BD、1,4−BD、NPG、1,6−HG、水素添加ビスフェノールA、グリセリン、TMP、ヘキサントリオールが挙げられる。これらは単独又は2種類以上を組み合わせて使用することもできる。本発明で好ましい低分子ポリオールはTMPである。   Low molecular polyols having a number average molecular weight of 500 or less include EG, DEG, 1,2-PG, 1,3-PG, 1,3-BD, 1,4-BD, NPG, 1,6-HG, hydrogen Additional bisphenol A, glycerin, TMP, hexanetriol can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more. A preferred low molecular polyol in the present invention is TMP.

数平均分子量が500超〜3,000の高分子ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。高分子ポリオールの種類の選択には、主剤との相溶性等を考慮すると、主剤に用いられる高分子ポリオールと同じ成分を選択することが好ましい(例えばポリエーテルポリオールを用いた主剤には、ポリエーテルポリオールを選択する)。本発明においては、本発明で所望される成型物において好適な機械物性が得られるとの観点から、これらのうちポリ(オキシテトラメチレン)ポリオールが特に好適である。   Examples of the polymer polyol having a number average molecular weight of more than 500 to 3,000 include polyether polyol, polyester polyol, and polycarbonate polyol. In selecting the type of the polymer polyol, it is preferable to select the same component as the polymer polyol used for the main agent in consideration of the compatibility with the main agent (for example, the main component using the polyether polyol is a polyether. Select a polyol). In the present invention, poly (oxytetramethylene) polyol is particularly preferable among these from the viewpoint that suitable mechanical properties can be obtained in the molded product desired in the present invention.

本発明に用いられる導電剤(b2)としての導電性カーボンとしては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、ランプブラック、チャンネルブラック、ガスブラック、ディスクブラック等、製法や構造の違い等により様々な種類のものが挙げられる。本発明では、ポリオールと配合した際、及び成形性を考慮すると、高い導電性を有するケッチェンブラックが好ましい。   Examples of the conductive carbon as the conductive agent (b2) used in the present invention include acetylene black, ketjen black, furnace black, thermal black, lamp black, channel black, gas black, disk black, etc. There are various types of products. In the present invention, ketjen black having high conductivity is preferable when blended with a polyol and considering moldability.

導電剤(b2)の配合量は、主剤(A)と硬化剤(B)との総和量に対して、0.1〜1質量%であり、特に0.3〜0.8質量%が好ましい。導電剤(b2)の配合量が少なすぎる場合は、得られるウレタンエラストマーにおける導電性の温度依存性が大きくなる。また配合量が多すぎる場合は、液の粘度が増大し、成形そのものが困難になる。   The compounding quantity of a electrically conductive agent (b2) is 0.1-1 mass% with respect to the total amount of a main ingredient (A) and a hardening | curing agent (B), and 0.3-0.8 mass% is especially preferable. . When there are too few compounding quantities of a electrically conductive agent (b2), the temperature dependence of the electroconductivity in the urethane elastomer obtained becomes large. Moreover, when there are too many compounding quantities, the viscosity of a liquid will increase and shaping | molding itself will become difficult.

本発明に用いられる制電剤(b3)は、炭素数10〜20の脂肪族系不飽和炭化水素基及び1個又は2個のヒドロキシアルキル基を有する第4級アンモニウムカチオンとビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)アニオンとからなるイオン性塩であることを特徴とする。   The antistatic agent (b3) used in the present invention comprises a quaternary ammonium cation having an aliphatic unsaturated hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and one or two hydroxyalkyl groups and bis (trifluoromethanesulfonyl). It is an ionic salt composed of (imide) anion.

炭素数10〜20の脂肪族系不飽和炭化水素基としては、下記に示す一般式(1)で示されるものであり、具体的にはオレイル基、リノレイル基等が挙げられる。

Figure 2007297438
Examples of the aliphatic unsaturated hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms are those represented by the following general formula (1), and specific examples include an oleyl group and a linoleyl group.
Figure 2007297438

脂肪族不飽和炭化水素基の炭素数が10未満の場合は、主剤との相溶性が低下してしまい、成型物に均一に制電剤が分散しにくくなる。   When the number of carbon atoms of the aliphatic unsaturated hydrocarbon group is less than 10, the compatibility with the main agent is lowered, and the antistatic agent is difficult to uniformly disperse in the molded product.

炭素数10〜20の炭化水素基が飽和炭化水素基である場合は、制電剤の結晶性が大きくなり、高分子量ポリエーテルポリオールが主成分である硬化剤に配合した後、制電剤が析出しやすくなる等の問題がある。   When the hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms is a saturated hydrocarbon group, the crystallinity of the antistatic agent increases, and the antistatic agent is added to the curing agent whose main component is a high molecular weight polyether polyol. There are problems such as easy precipitation.

ヒドロキシアルキル基としては、下記に示す一般式(2)で示されるものであり、具体的にはメチロール基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。

Figure 2007297438
The hydroxyalkyl group is represented by the following general formula (2), and specific examples include a methylol group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, and the like.
Figure 2007297438

ヒドロキシアルキル基が単なるアルキル基の場合は、経時により制電剤がブリードするおそれがある。一方、本願ではヒドロキシアルキル基であるため、制電剤がウレタン骨格に取り込まれるため、制電剤がブリードするおそれはないと言える。   When the hydroxyalkyl group is a simple alkyl group, the antistatic agent may bleed over time. On the other hand, since it is a hydroxyalkyl group in the present application, the antistatic agent is taken into the urethane skeleton, so it can be said that the antistatic agent is not likely to bleed.

以上の要件を満たす、炭素数10〜20の脂肪族系不飽和炭化水素基及び1個又は2個のヒドロキシアルキル基を有する第4級アンモニウムカチオンの具体的なものとしては、以下に示されるものが挙げられる。   Specific examples of the quaternary ammonium cation having an aliphatic unsaturated hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and one or two hydroxyalkyl groups that satisfy the above requirements are as follows. Is mentioned.

Figure 2007297438
Figure 2007297438
Figure 2007297438
Figure 2007297438

アニオンが、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)アニオン以外のアニオンの場合、常態で液状を保ちにくく、また、主剤や硬化剤との相溶性が低下しやすい。また、水溶性である場合が多く、吸湿性や得られる導電性エラストマーの環境安定性に問題がある。   When the anion is an anion other than the bis (trifluoromethanesulfonylimide) anion, it is difficult to maintain a liquid state in a normal state, and the compatibility with the main agent and the curing agent tends to be lowered. Moreover, it is often water-soluble, and there are problems with hygroscopicity and environmental stability of the resulting conductive elastomer.

制電剤(b3)の配合量は、主剤(A)と硬化剤(B)との総和量に対して、0.001〜10質量%であり、特に0.01〜5質量%が好ましい。制電剤(b3)の配合量が少なすぎる場合は成型物の導電性が不十分であり、多すぎる場合は、配合量に対して導電性が頭打ちになり、不経済であるばかりか、物性低下や経時によるブリードの原因になるおそれがある。   The blending amount of the antistatic agent (b3) is 0.001 to 10% by mass, particularly preferably 0.01 to 5% by mass, based on the total amount of the main agent (A) and the curing agent (B). When the blending amount of the antistatic agent (b3) is too small, the conductivity of the molded product is insufficient, and when it is too large, the conductivity reaches the peak with respect to the blending amount, which is not economical, and the physical properties. There is a risk of bleed due to decrease or aging.

また本発明では、必要に応じて硬化触媒や種々の添加剤、例えば可塑剤、消泡剤、レベリング剤、艶消し剤、難燃剤、揺変剤、粘着付与剤、増粘剤、滑剤、帯電防止剤、カーボンやリチウム塩等の導電剤、界面活性剤、反応遅延剤、脱水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、耐候安定剤、染料、無機顔料、有機顔料、体質顔料等を適宜用いることができる。   In the present invention, if necessary, a curing catalyst and various additives such as a plasticizer, an antifoaming agent, a leveling agent, a matting agent, a flame retardant, a thixotropic agent, a tackifier, a thickener, a lubricant, a charging agent. Inhibitors, conductive agents such as carbon and lithium salts, surfactants, reaction retarders, dehydrating agents, antioxidants, UV absorbers, hydrolysis inhibitors, weathering stabilizers, dyes, inorganic pigments, organic pigments, extender pigments Etc. can be used as appropriate.

硬化触媒としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、ジメチルベンジルアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,N′,N′,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、ビス−(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等の三級アミン、ジメチルエタノールアミン、N−トリオキシエチレン−N,N−ジメチルアミン、N,N−ジメチル−N−ヘキサノールアミン等の反応型三級アミン又はこれらの有機酸塩、1−メチイミダゾール、2−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、1−ブチル−2−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ナフテン酸亜鉛等の有機金属化合物、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジアルキルアミノアルキル)ヘキサヒドロ−S−トリアジン、酢酸カリウム、2−エチルヘキサン酸カリウム等の三量化触媒が挙げられる。   As a curing catalyst, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, dimethylbenzylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, N, N, N ′ , N ′, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine, triethylenediamine, bis- (2-dimethylaminoethyl) ether, tertiary amine such as 1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-7, dimethylethanol Reactive tertiary amines such as amines, N-trioxyethylene-N, N-dimethylamine, N, N-dimethyl-N-hexanolamine or organic acid salts thereof, 1-methimidazole, 2-methylimidazole, 1 , 2-dimethylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 1-butyl- -Imidazole compounds such as methylimidazole, stannous octoate, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, organometallic compounds such as zinc naphthenate, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6- Trimerization catalysts such as tris (dialkylaminoalkyl) hexahydro-S-triazine, potassium acetate, potassium 2-ethylhexanoate and the like can be mentioned.

本発明の半導電性ロールは、前述の半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物を硬化させて得られるものである。この半導電性ロールを得るには、主剤(A)及び硬化剤(B)を均一に混合し、必要に応じ、巻き込んだ空気を抜く(混合)。次いで、プレヒートした成形型に液を流し込み(注型)、加熱して硬化反応させる。金型のプレヒート温度は60〜150℃が好ましい。硬化条件は60〜200℃にて3〜10時間が好ましい。なお、その後更に常温で1〜7日エージングし、硬化を完全に進め物性を安定化することが好ましい。硬化したら、硬化物を型から取り出す(脱型)。   The semiconductive roll of the present invention is obtained by curing the aforementioned semiconductive urethane elastomer-forming composition. In order to obtain this semiconductive roll, the main agent (A) and the curing agent (B) are mixed uniformly, and the entrained air is removed as necessary (mixing). Next, the liquid is poured into a preheated mold (casting) and heated to cause a curing reaction. The preheating temperature of the mold is preferably 60 to 150 ° C. The curing conditions are preferably 3 to 10 hours at 60 to 200 ° C. In addition, it is preferable to further age at normal temperature after that for 1-7 days, and to harden | cure completely and to stabilize a physical property. Once cured, the cured product is removed from the mold (demolding).

主剤(A)と硬化剤(B)の配合比率は、混合直後に系内に存在するイソシアネート基と水酸基のモル比で、イソシアネート基/水酸基=90/100〜115/100が好ましく、95/100〜110/100が特に好ましい。   The mixing ratio of the main agent (A) and the curing agent (B) is a molar ratio of isocyanate group and hydroxyl group present in the system immediately after mixing, and is preferably isocyanate group / hydroxyl group = 90/100 to 115/100, 95/100 ˜110 / 100 is particularly preferred.

以上から得られる半導電性ロール、高い反発弾性を有し、また電気抵抗値も半導電性を示すものであり、更に電気抵抗の温度依存性も小さいものであった。   The semiconductive roll obtained from the above has high rebound resilience, and the electrical resistance value also exhibits semiconductivity, and the temperature dependence of the electrical resistance is also small.

次に、本発明の実施例及び比較例について詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。特に断りのない限り、実施例中の「%」はそれぞれ「質量%」を意味する。   Next, although the Example and comparative example of this invention are demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, “%” in the examples means “% by mass”.

〔主剤用イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーの合成〕
製造例1
攪拌機、温度計、窒素シール管、冷却器のついた容量:1Lの反応器に、ポリオール−1を727.3g、MDI−1を272.7gを仕込み、85℃にて3時間反応させたて、イソシアネート基末端プレポリマー(A−1)を得た。A−1のイソシアネート含量は6.1%、75℃の動粘度は1,200mm/s2 であった。
[Synthesis of isocyanate group-terminated urethane prepolymer for main agent]
Production Example 1
A volume of 1 L reactor equipped with a stirrer, thermometer, nitrogen seal tube, and condenser was charged with 727.3 g of polyol-1 and 272.7 g of MDI-1, and reacted at 85 ° C. for 3 hours. The isocyanate group terminal prepolymer (A-1) was obtained. The isocyanate content of A-1 was 6.1%, and the kinematic viscosity at 75 ° C. was 1,200 mm / s 2 .

製造例2、3
表1に示す仕込みで、実施例1と同様な装置、手順にてイソシアネート基末端プレポリマーA−2、3を得た。製造結果も併せて表1に示す。
Production Examples 2 and 3
With preparations shown in Table 1, isocyanate group-terminated prepolymers A-2 and 3 were obtained in the same apparatus and procedure as in Example 1. The production results are also shown in Table 1.

Figure 2007297438
Figure 2007297438

製造例1〜3、表1において
ポリオール−1:ポリ(オキシテトラメチレン)ポリオール
平均官能基数=2
数平均分子量=2,000
ポリオール−2:ポリ(オキシプロピレン)ポリオール
平均官能基数=2
数平均分子量=2,000
ポリオール−3:ポリ(エチレンアジペート)ポリオール
平均官能基数=2
数平均分子量=2,000
MDI−1 :4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート
Production Examples 1 to 3, in Table 1, Polyol-1: Poly (oxytetramethylene) polyol
Average number of functional groups = 2
Number average molecular weight = 2,000
Polyol-2: Poly (oxypropylene) polyol
Average number of functional groups = 2
Number average molecular weight = 2,000
Polyol-3: Poly (ethylene adipate) polyol
Average number of functional groups = 2
Number average molecular weight = 2,000
MDI-1: 4,4'-diphenylmethane diisocyanate

〔硬化剤の配合〕
配合例1〜15
表2、3に示す比率にて、ポリオール、導電剤、制電剤、触媒を混合した。使用したイオン導電剤は下記一般式(5)に示されるもので、具体的な内容は表4に示す。硬化剤配合組成及び硬化剤液安定性結果を表2、3に示す。
[Composition of curing agent]
Formulation Examples 1-15
In the ratios shown in Tables 2 and 3, polyol, conductive agent, antistatic agent and catalyst were mixed. The used ionic conductive agent is represented by the following general formula (5), and the specific contents are shown in Table 4. Tables 2 and 3 show the curing agent blending composition and the curing agent liquid stability results.

Figure 2007297438
Figure 2007297438

Figure 2007297438
Figure 2007297438

Figure 2007297438
Figure 2007297438

Figure 2007297438
Figure 2007297438

配合例1〜15、表2〜3において
ポリオール−4:ポリ(オキシテトラメチレン)ポリオール
平均官能基数=2
数平均分子量=1,000
ポリオール−5:ポリ(オキシプロピレン)ポリオール
平均官能基数=2
数平均分子量=1,000
ポリオール−6:ポリ(オキシプロピレン)ポリオール
平均官能基数=3
数平均分子量=3,000
ポリオール−7:ポリ(エチレンアジペート)ポリオール
平均官能基数=2
数平均分子量=1,000
TMP :トリメチロールプロパン
触媒−1 :N,N′−ジメチルアミノヘキサノール
In Formulation Examples 1 to 15 and Tables 2 to 3, Polyol-4: Poly (oxytetramethylene) polyol
Average number of functional groups = 2
Number average molecular weight = 1,000
Polyol-5: Poly (oxypropylene) polyol
Average number of functional groups = 2
Number average molecular weight = 1,000
Polyol-6: Poly (oxypropylene) polyol
Average number of functional groups = 3
Number average molecular weight = 3,000
Polyol-7: Poly (ethylene adipate) polyol
Average number of functional groups = 2
Number average molecular weight = 1,000
TMP: Trimethylolpropane catalyst-1: N, N'-dimethylaminohexanol

表3の結果から、制電剤に用いられるイオン性化合物のアニオン部において、置換基が炭素数10〜20の脂肪族炭化水素基が飽和系であるもの(B−13)、水酸基を有さないもの(B−14)は、高分子量ポリエーテルポリオールが主成分である硬化剤との相溶性が不十分であることが分かった。よってこれらの硬化剤(B−13、14)は以後の評価を行わなかった。   From the results of Table 3, in the anion portion of the ionic compound used for the antistatic agent, the substituent is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms (B-13) and has a hydroxyl group. No (B-14) was found to have insufficient compatibility with the curing agent mainly composed of high molecular weight polyether polyol. Therefore, these curing agents (B-13 and 14) were not evaluated thereafter.

〔硬化物の評価〕
実施例1〜7、比較例1〜6
表5、6に示す配合比で主剤と硬化剤を混合し、脱泡後あらかじめ加温した金型に混合液を注型して、加熱硬化させて、硬化物を得た。硬化条件、各種試験方法は以下に示す通りである。硬化後、外観評価、機械的物性評価、導電性評価を行った。結果を表5、6に示す。
[Evaluation of cured product]
Examples 1-7, Comparative Examples 1-6
The main agent and the curing agent were mixed at the compounding ratios shown in Tables 5 and 6, the mixed solution was poured into a mold heated in advance after defoaming, and cured by heating to obtain a cured product. Curing conditions and various test methods are as shown below. After curing, appearance evaluation, mechanical property evaluation, and conductivity evaluation were performed. The results are shown in Tables 5 and 6.

硬化条件
主剤、硬化剤をそれぞれ80℃に加温し、表中の配合比にてアジター混合(40秒間)し、真空脱泡後、あらかじめ120℃に余熱しておいた2mm厚シート金型に注型した。120℃のオーブン中に10時間入れて加熱硬化させた後、脱型した。次いで室温にて1週間2次キュアを行い、測定用サンプルを得た。
Curing conditions The main agent and curing agent were each heated to 80 ° C, mixed with agitator at the blending ratio in the table (40 seconds), vacuum degassed, and preheated to 120 ° C in advance to a 2mm thick sheet mold. Cast. After being cured by heating in an oven at 120 ° C. for 10 hours, the mold was removed. Next, secondary curing was performed at room temperature for 1 week to obtain a measurement sample.

評価試験方法
ブリードアウト試験
上記方法にて得られた2mm厚のシートをガラス板にはさみ、温度:50℃・湿度:90%:期間:1週間の条件下に静置した。その後、ガラス板をシートから外して、そのガラス板にブリードアウト物質が確認できるか否かで評価を行った。
○:ブリード物質が認められない
×:ブリード物質が認めらる
機械的強度
上記方法にて得られた2mm厚のシートを、JIS−K7312にて測定を行った。なお圧縮永久歪みは70℃×22時間・25%圧縮の条件で評価した。
体積抵抗測定
上記にて得られた2mm厚のシートの表面をメタノールにて洗浄し、LL(10℃×15%)条件では2日間、NN(23℃×55%)及びHH(28℃×85%)条件では1日間状態を保持した後測定を行った。測定機器はアドバンテスト社製R8340Aデジタル超抵抗計及びTR42超高抵抗用試料箱を用い、測定電圧は100V、電圧印加30秒後に測定した。環境依存性は、LLの測定値をHHの測定値で除した値の対数値で評価した。体積抵抗値のばらつきは10点測定の最大測定値と最小測定値の比で評価した。
Evaluation Test Method Bleed Out Test A 2 mm thick sheet obtained by the above method was sandwiched between glass plates and allowed to stand under the conditions of temperature: 50 ° C., humidity: 90%: period: 1 week. Thereafter, the glass plate was removed from the sheet, and an evaluation was made based on whether or not a bleed-out substance could be confirmed on the glass plate.
◯: No bleed material was observed. X: Mechanical strength at which the bleed material was observed. A 2 mm thick sheet obtained by the above method was measured according to JIS-K7312. The compression set was evaluated under the conditions of 70 ° C. × 22 hours and 25% compression.
Volume resistance measurement The surface of the 2 mm-thick sheet obtained above was washed with methanol. Under LL (10 ° C. × 15%) conditions, NN (23 ° C. × 55%) and HH (28 ° C. × 85%) were used for 2 days. %) Conditions were measured after maintaining the state for one day. The measuring instrument was an R8340A digital superresistance meter manufactured by Advantest Corporation and a sample box for TR42 ultrahigh resistance, and the measurement voltage was 100 V and the measurement was performed 30 seconds after voltage application. The environmental dependence was evaluated by a logarithmic value of a value obtained by dividing the measured value of LL by the measured value of HH. The variation of the volume resistance value was evaluated by the ratio of the maximum measurement value and the minimum measurement value of 10-point measurement.

Figure 2007297438
Figure 2007297438

Figure 2007297438
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表5、表6から、本発明の半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物から得られた半導電性ウレタンエラストマー(シート)は良好な結果を示した。一方、比較例においては、比較例1は体積抵抗の絶対値そのものが低く、比較例2は機械的物性等は良好であったが体積抵抗のばらつきが非常に大きかった。比較例3は制電剤のブリードが認められ、比較例4は体積抵抗の温度依存性が大きいものであった。比較例5は体積抵抗のばらつきが非常に大きかった。比較例6は反発弾性が他の成型物と比較して、特に小さい値であった。なお比較例3は、成形物の基本的な性能であるブリード性が悪いので以後の評価は行わなかった。   From Tables 5 and 6, the semiconductive urethane elastomer (sheet) obtained from the semiconductive urethane elastomer-forming composition of the present invention showed good results. On the other hand, in Comparative Example, Comparative Example 1 had a low absolute value of volume resistance, and Comparative Example 2 had good mechanical properties and the like, but variation in volume resistance was very large. In Comparative Example 3, bleeding of the antistatic agent was observed, and in Comparative Example 4, the temperature dependence of the volume resistance was large. In Comparative Example 5, the variation in volume resistance was very large. In Comparative Example 6, the rebound resilience was a particularly small value compared to other molded products. In Comparative Example 3, the bleedability, which is the basic performance of the molded product, was poor, and hence no subsequent evaluation was performed.

〔半導電性ロールの評価〕
実施例8〜14、比較例7〜10
ロール成型方法
主剤、硬化剤をそれぞれ80℃に加温し、表7、8に示すの配合比にてアジター混合(40秒間)し、真空脱泡後、あらかじめ120℃に余熱しておいた直径6mm、長さ270mmステンレス棒を設置した直径19mmの合わせ型のロール金型に注型した。120℃のオーブン中に10時間入れて加熱硬化させた後、脱型した。次いで室温にて1週間2次キュアの後、表面及び末端部分を研磨して直径18mm、長さ230mmのロールを得た。
[Evaluation of semiconductive roll]
Examples 8-14, Comparative Examples 7-10
Roll molding method The main agent and curing agent were each heated to 80 ° C, mixed with agitator (40 seconds) at the compounding ratio shown in Tables 7 and 8, and after degassing in vacuum, the diameter preheated to 120 ° C Cast into a roll mold of 19 mm in diameter with a 6 mm long and 270 mm long stainless steel rod. After being cured by heating in an oven at 120 ° C. for 10 hours, the mold was removed. Next, after secondary curing at room temperature for 1 week, the surface and the end portion were polished to obtain a roll having a diameter of 18 mm and a length of 230 mm.

評価方法
ロール電気抵抗測定
上記にて得られたロールの表面をメタノールにて洗浄し、LL(10℃×15%)条件では2日間、NN(23℃×55%)及びHH(28℃×85%)条件では1日間状態を保持した後測定を行った。測定方法は、アルミロール上にロールを設置、シャフト両端に500gづつの荷重を掛け、シャフトとアルミ基準ロール間の抵抗値を測定するという方法である。測定値は、2回転させたときの平均値(測定点数は2回転で300点、理論上2.4度づつの測定点)。測定機器はアドバンテスト社製R8340Aデジタル超抵抗計を用い、測定電圧は100V、電圧印加30秒後に測定した。ロール電気抵抗値のばらつきは10点測定の最大測定値と最小測定値の比で評価した。
Evaluation Method Roll Electrical Resistance Measurement The surface of the roll obtained above was washed with methanol, and under LL (10 ° C. × 15%) conditions for 2 days, NN (23 ° C. × 55%) and HH (28 ° C. × 85%). %) Conditions were measured after maintaining the state for one day. The measuring method is a method in which a roll is placed on an aluminum roll, a load of 500 g is applied to both ends of the shaft, and a resistance value between the shaft and the aluminum reference roll is measured. The measured value is an average value when two rotations are performed (the number of measurement points is 300 for two rotations, and theoretically, 2.4 measurement points). An R8340A digital super resistance meter manufactured by Advantest Corporation was used as a measuring instrument, and the measurement voltage was 100 V, and measurement was performed 30 seconds after voltage application. The variation in roll electric resistance value was evaluated by the ratio of the maximum measurement value and the minimum measurement value of 10-point measurement.

Figure 2007297438
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Figure 2007297438
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表7、8より、本発明の半導電性ロールは、良好な電気抵抗値を示した。一方、比較例7は、やはり電気抵抗値そのものの絶対値が大きく、比較例8、10は電気抵抗の測定値のばらつきが大きい(すなわち導電剤の分散が不均一)ものであった。また、比較例9は、電気抵抗値の環境依存性が大きいものであった。なお比較例11は、表8では良好な結果ではあったが、表6より反発弾性率が小さいので、現実の使用は難しい。

From Tables 7 and 8, the semiconductive roll of the present invention showed a good electrical resistance value. On the other hand, Comparative Example 7 still had a large absolute value of the electrical resistance value, and Comparative Examples 8 and 10 had large variations in measured values of electrical resistance (that is, non-uniform dispersion of the conductive agent). In Comparative Example 9, the electrical resistance value was highly dependent on the environment. In addition, although the comparative example 11 was a favorable result in Table 8, since the resilience elastic modulus is smaller than Table 6, actual use is difficult.

Claims (4)

ポリエーテルポリオール(a1)と有機ポリイソシアネート(a2)を反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有する主剤(A)、並びにポリオール(b1)、導電剤(b2)、及び制電剤(b3)を含有する硬化剤(B)からなる半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物において、
導電剤(b2)が導電性カーボン、制電剤(b3)が炭素数10〜20の脂肪族系不飽和炭化水素基及び1個のヒドロキシアルキル基を有する第4級アンモニウムカチオンとビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)アニオンとからなるイオン性塩であって、導電剤(b2)及び制電剤(b3)の、主剤(A)と硬化剤(B)の総和量における各々の含有量が(b2):0.1〜1質量%、(b3):0.001〜10質量%であることを特徴とする半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物。
Main agent (A) containing an isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting polyether polyol (a1) and organic polyisocyanate (a2), polyol (b1), conductive agent (b2), and antistatic agent ( In the semiconductive urethane elastomer-forming composition comprising the curing agent (B) containing b3),
The conductive agent (b2) is conductive carbon, and the antistatic agent (b3) is a quaternary ammonium cation having an aliphatic unsaturated hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and one hydroxyalkyl group, and bis (trifluoromethane). (Sulfonylimide) an ionic salt comprising an anion, each content of the conductive agent (b2) and the antistatic agent (b3) in the total amount of the main agent (A) and the curing agent (B) is (b2) : 0.1-1% by mass, (b3): 0.001-10% by mass, a semiconductive urethane elastomer-forming composition,
ポリエーテルポリオール(a1)と有機ポリイソシアネート(a2)を反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを含有する主剤(A)、並びにポリオール(b1)、導電剤(b2)、及び制電剤(b3)を含有する硬化剤(B)からなる半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物において、
導電剤(b2)が導電性カーボン、制電剤(b3)が炭素数10〜20の脂肪族系不飽和炭化水素基及び2個のヒドロキシアルキル基を有する第4級アンモニウムカチオンとビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド)アニオンとからなるイオン性塩であって、導電剤(b2)及び制電剤(b3)の、主剤(A)と硬化剤(B)の総和量における各々の含有量が(b2):0.1〜1質量%、(b3):0.001〜10質量%であることを特徴とする半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物。
A main agent (A) containing an isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting a polyether polyol (a1) and an organic polyisocyanate (a2), a polyol (b1), a conductive agent (b2), and an antistatic agent ( In the semiconductive urethane elastomer-forming composition comprising the curing agent (B) containing b3),
The conductive agent (b2) is conductive carbon, and the antistatic agent (b3) is an aliphatic unsaturated hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms and a quaternary ammonium cation having two hydroxyalkyl groups and bis (trifluoromethane). (Sulfonylimide) an ionic salt comprising an anion, each content of the conductive agent (b2) and the antistatic agent (b3) in the total amount of the main agent (A) and the curing agent (B) is (b2) : 0.1-1% by mass, (b3): 0.001-10% by mass, a semiconductive urethane elastomer-forming composition,
導電剤(b3)が、ケッチェンブラックであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物。   The semiconductive urethane elastomer-forming composition according to claim 1 or 2, wherein the conductive agent (b3) is ketjen black. 請求項1から3のいずれか1項に記載の半導電性ウレタンエラストマー形成性組成物を用いた半導電性ロール。
A semiconductive roll using the semiconductive urethane elastomer-forming composition according to any one of claims 1 to 3.
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