JP2009008893A - Charging roll for electrophotographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真機器用帯電ロールに関するものである。 The present invention relates to a charging roll for electrophotographic equipment.
近年、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器が広く使用されている。この種の電子写真機器では、静電潜像を形成するに先立ち、予め帯電ロールにより感光ドラム表面を帯電させる。 In recent years, electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles that employ an electrophotographic system have been widely used. In this type of electrophotographic apparatus, the surface of the photosensitive drum is charged in advance by a charging roll before the electrostatic latent image is formed.
帯電ロールの帯電方式としては、電源の低電圧化による省エネ化、低価格化を図りやすいDC帯電方式と、高速化、高画質化を目指して安定した帯電を得やすいAC・DC重畳帯電方式とが知られている。 As charging methods for charging rolls, there are a DC charging method that facilitates energy saving and cost reduction by lowering the voltage of the power supply, and an AC / DC superimposed charging method that facilitates stable charging for higher speed and higher image quality. It has been known.
AC・DC重畳帯電方式は、2方式の電源が必要になったり、電源容量が大きくなったりする問題や、交流波による帯電音発生の問題などがあることから、最近では、高速・高画質向けの帯電ロールにも、DC帯電方式を採用する場合が増えてきている。 The AC / DC superposition charging method has the problem of requiring two types of power supply, increasing the power supply capacity, and the problem of generating charging noise due to AC waves. The number of cases in which the DC charging method is adopted for the charging rolls is also increasing.
帯電ロールとしては、例えば、軸体の外周に、イオン導電性のゴムベース層を形成し、このゴムベース層の外周に、トナーや外添剤の付着を防ぐため、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂などによる高離型性の表層を形成したものなどが知られている。 As the charging roll, for example, an ion conductive rubber base layer is formed on the outer periphery of the shaft body, and in order to prevent toner and external additives from adhering to the outer periphery of the rubber base layer, a silicone resin or a fluorine resin is used. Those having a surface layer having a high releasability, etc. are known.
また、近年では、低VOC化、省エネ化などの要求から、溶剤を極力抑え、熱処理による溶剤除去を行うことなく、紫外線硬化樹脂などにより表層を形成することも行われるようになってきている。 In recent years, due to demands for low VOC and energy saving, the surface layer has been formed with ultraviolet curable resin or the like without suppressing the solvent as much as possible and without removing the solvent by heat treatment.
例えば、特許文献1には、軸体としての芯金の外周に、導電性シリコーンゴムよりなるベース層を形成し、このベース層の外周に、紫外線硬化型導電性組成物を紫外線硬化させて表層を形成した帯電ロールが記載されている。 For example, in Patent Document 1, a base layer made of conductive silicone rubber is formed on the outer periphery of a cored bar as a shaft body, and a surface layer is formed on the outer periphery of the base layer by ultraviolet-curing an ultraviolet curable conductive composition. A charging roll formed with is described.
上記組成物としては、具体的には、トリメチロールプロパンエチレンオキシド変性トリアクリレート50重量部、メトキシポリエチレングリコールアクリレート50重量部、イオン導電剤3重量部、および、光開始剤1重量部を含有する組成物が開示されている。 Specifically, the composition includes 50 parts by weight of trimethylolpropane ethylene oxide-modified triacrylate, 50 parts by weight of methoxypolyethylene glycol acrylate, 3 parts by weight of an ionic conductive agent, and 1 part by weight of a photoinitiator. Is disclosed.
しかしながら、従来知られる帯電ロールは、以下の点で改良の余地があった。 However, conventionally known charging rolls have room for improvement in the following points.
最近、OA機器の低価格化によるDC電源化や、プリントコスト低減につながるカートリッジのロングライフ化などに伴い、OA機器には、高画質を今まで以上に長期間維持することが求められている。そしてこれに伴い、OA機器に組み込まれる帯電ロールにも、これに対応することが要求されている。 Recently, along with the shift to DC power supply due to lower prices of OA devices and the longer life of cartridges that lead to reduction in printing costs, OA devices are required to maintain high image quality for a longer time than before. . Along with this, charging rolls incorporated in OA equipment are also required to cope with this.
しかしながら、特許文献1の帯電ロールは、表層のタック性(粘性)が比較的高めである。そのため、帯電ロールの使用時に、感光ドラム上に残ったトナーや外添剤がロール表面に付着してしまい(フィルミング)、長期にわたって安定した帯電性能を維持することが困難な場合があることが判明した。 However, the charging roll of Patent Document 1 has a relatively high surface tackiness (viscosity). Therefore, when the charging roll is used, the toner and external additives remaining on the photosensitive drum may adhere to the roll surface (filming), and it may be difficult to maintain stable charging performance for a long period of time. found.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、帯電性能を維持しつつ、トナーや外添剤に対する耐付着性に優れた電子写真機器用帯電ロールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved by the present invention is to provide a charging roll for an electrophotographic apparatus having excellent adhesion resistance to toner and external additives while maintaining charging performance. It is to provide.
上記課題を解決するため、本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、表層が、(A)分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されている、単官能の(メタ)アクリレートモノマーと、(B)ウレタン(メタ)アクリレートとを含有する紫外線硬化型導電性組成物の硬化物よりなることを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention comprises (A) a monofunctional (meth) acrylate monomer in which an ethylene oxide unit is introduced in the molecular structure, and (B) The gist is that it comprises a cured product of an ultraviolet curable conductive composition containing urethane (meth) acrylate.
ここで、上記(A)成分/(B)成分(質量比)は、20/80〜80/20の範囲内にあると良い。 Here, the component (A) / component (B) (mass ratio) is preferably in the range of 20/80 to 80/20.
また、上記(B)ウレタン(メタ)アクリレート1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数は、6個以上であると良い。 The number of (meth) acryloyl groups contained in one molecule of the (B) urethane (meth) acrylate is preferably 6 or more.
また、上記紫外線硬化型導電性組成物は、(C)イオン導電剤を含有していると良い。 Moreover, the said ultraviolet curable conductive composition is good to contain the (C) ionic conductive agent.
また、上記帯電ロールのロール構成としては、軸体と、軸体の外周に形成されたベース層と、ベース層の外周に形成された上記表層とを有する構成、または、軸体と、軸体の外周に形成されたベース層と、ベース層の外周に形成された中間層と、中間層の外周に形成された上記表層とを有する構成などが好ましい。 In addition, as a roll configuration of the charging roll, a configuration including a shaft body, a base layer formed on the outer periphery of the shaft body, and the surface layer formed on the outer periphery of the base layer, or a shaft body and a shaft body A configuration having a base layer formed on the outer periphery of the base layer, an intermediate layer formed on the outer periphery of the base layer, and the surface layer formed on the outer periphery of the intermediate layer is preferable.
この際、上記表層は、粗さ形成用粒子を含んでいると良い。 At this time, the surface layer preferably contains roughness forming particles.
本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、その表層が、特定の成分(A)および成分(B)を含有する紫外線硬化型導電性組成物の硬化物よりなっている。 The surface layer of the charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention is made of a cured product of an ultraviolet curable conductive composition containing a specific component (A) and a component (B).
すなわち、(A)成分を用いることで、硬化物の電気抵抗値を低くしやすくなり、帯電性能を確保するのに有利となる。そして、さらに、(B)成分を用いることで、硬化物の硬度が相対的に高くなり、摩擦係数が小さくなってタック性が低下する。そのため、トナーや外添剤に対する耐付着性が向上し、帯電性を長期にわたって維持しやすくなる。 That is, by using the component (A), it becomes easy to lower the electric resistance value of the cured product, which is advantageous for securing charging performance. Further, by using the component (B), the hardness of the cured product becomes relatively high, the friction coefficient becomes small, and the tack property is lowered. Therefore, the adhesion resistance to the toner and the external additive is improved, and the chargeability is easily maintained for a long time.
したがって、本発明に係る帯電ロールによれば、これが組み込まれるプリンタや複写機などのOA機器の画質を、長期間高画質に維持することが可能になる。 Therefore, according to the charging roll of the present invention, it is possible to maintain the image quality of OA equipment such as a printer and a copying machine in which it is incorporated for a long period of time.
ここで、上記(A)成分/(B)成分(質量比)が特定の範囲内にある場合には、表層の電気抵抗、耐付着性のバランスに優れる。 Here, when the component (A) / component (B) (mass ratio) is within a specific range, the balance of electrical resistance and adhesion resistance of the surface layer is excellent.
また、(B)成分のウレタン(メタ)アクリレート1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数が6個以上である場合には、良好な耐付着性を確保しやすくなる。 Moreover, when the number of (meth) acryloyl groups contained in one molecule of the component (B) urethane (meth) acrylate is 6 or more, it is easy to ensure good adhesion resistance.
また、紫外線硬化型導電性組成物が(C)イオン導電剤を含有する場合には、硬化物の電気抵抗の調整を図りやすくなる。また、抵抗ムラも比較的発生し難くなる。 Moreover, when the ultraviolet curable conductive composition contains (C) an ion conductive agent, it becomes easy to adjust the electric resistance of the cured product. Further, resistance unevenness is relatively less likely to occur.
また、上記表層中に粗さ形成用粒子を含んでいる場合には、微小ギャップが増加し、放電部分が増加するため、帯電の均一化、帯電量の向上に寄与する。 Further, when the surface layer contains roughness forming particles, the minute gap increases and the discharge portion increases, which contributes to uniform charge and improved charge amount.
以下、本実施形態に係る電子写真機器用帯電ロール(以下、「本帯電ロール」ということがある。)について説明する。 Hereinafter, the charging roll for electrophotographic equipment according to the present embodiment (hereinafter, also referred to as “the present charging roll”) will be described.
図1は、本帯電ロールの一例を示す周方向断面図である。例えば、図1に示すように、本帯電ロール10は、軸体12の外周に、ベース層14と、表層16とがこの順に積層された積層構造を有している。
FIG. 1 is a circumferential sectional view showing an example of the present charging roll. For example, as shown in FIG. 1, the
図2は、本帯電ロールの他の例を示す周方向断面図である。本帯電ロール10は、図1に示す態様に限定されるものではなく、図2に示すように、ベース層14と表層16との間に、中間層18が任意に積層されていても良い。
FIG. 2 is a circumferential sectional view showing another example of the present charging roll. The
ベース層、表層、中間層は、それぞれ、単層から構成されていても良いし、複数層から構成されていても良い。好ましくは、積層構造の簡略化、ロール生産性の向上などの観点から、ベース層、表層、中間層は、単層から構成されていることが好ましい。 Each of the base layer, the surface layer, and the intermediate layer may be composed of a single layer or a plurality of layers. Preferably, the base layer, the surface layer, and the intermediate layer are preferably composed of a single layer from the viewpoint of simplifying the laminated structure and improving the roll productivity.
軸体は、導電性を有するものであれば、何れのものでも使用し得る。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。また必要に応じ、軸体の表面には、接着剤、プライマーなどを塗布してもよい。上記接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行っても良い。 Any shaft body may be used as long as it has conductivity. Specific examples include solid bodies made of metal such as iron, stainless steel, and aluminum, and a cored bar made of a hollow body. Moreover, you may apply | coat an adhesive agent, a primer, etc. to the surface of a shaft body as needed. The adhesive, primer, etc. may be made conductive as necessary.
ベース層は、非発泡体(ソリッド状)または発泡体(スポンジ状)の何れの形態であっても良い。ベース層を形成する主材料としては、ゴム弾性材料を好適に用いることができる。ゴム弾性材料としては、具体的には、例えば、ヒドリンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)などを例示することができる。これらは1種または2種以上混合されていても良い。 The base layer may be in any form of non-foam (solid) or foam (sponge). As the main material for forming the base layer, a rubber elastic material can be suitably used. Specific examples of the rubber elastic material include hydrin rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), polynorbornene rubber, silicone rubber, butadiene rubber (BR), and isoprene rubber (IR). And natural rubber (NR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), and the like. These may be used alone or in combination.
上記ゴム弾性材料としては、電気抵抗制御性、加工性などの観点から、ヒドリンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などが好ましい。 As the rubber elastic material, hydrin rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR) and the like are preferable from the viewpoint of electrical resistance controllability, processability, and the like.
ベース層には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、c−TiO2 、c−ZnO、c−SnO2 (c−は導電性を意味する。)、イオン導電剤(四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等)などの従来公知の導電剤を、上記材料中に適宜添加することができる。さらに、必要に応じて、発泡剤、架橋剤、架橋促進剤、軟化剤(オイル)等を適宜添加しても良い。 The base layer, for imparting conductivity, carbon black, graphite, c-TiO 2, c- ZnO, c-SnO 2 (c- means conductive.), Ion conductive agent (quaternary ammonium salt, Conventionally known conductive agents such as borates and surfactants can be appropriately added to the above materials. Furthermore, if necessary, a foaming agent, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, a softening agent (oil) and the like may be appropriately added.
なお、軸体の外周にベース層を形成するには、軸体をロール成形用金型の中空部に同軸的に設置し、ベース層形成用組成物を注入して、加熱・硬化させた後、脱型する(注型法)、軸体の表面にベース層形成用組成物を押出成形する(押出法)などすれば良い。また、ベース層を複数層形成する場合には、上記方法に準じた操作を繰り返し行えば良い。 In order to form the base layer on the outer periphery of the shaft body, the shaft body is coaxially installed in the hollow portion of the roll molding die, injected with the composition for forming the base layer, and heated and cured. Demolding (casting method), extruding the base layer forming composition on the surface of the shaft (extrusion method), etc. In addition, when a plurality of base layers are formed, an operation according to the above method may be repeated.
ベース層の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは、0.1〜10mm、より好ましくは、1〜5mmの範囲内から選択することができる。 Although the thickness of a base layer is not specifically limited, Preferably, it can select from the range of 0.1-10 mm, More preferably, it is 1-5 mm.
また、ベース層の体積抵抗率は、好ましくは、102〜1010Ω・cm、より好ましくは、103〜109Ω・cm、さらにより好ましくは、104〜108Ω・cmの範囲内から選択することができる。 The volume resistivity of the base layer is preferably in the range of 10 2 to 10 10 Ω · cm, more preferably 10 3 to 10 9 Ω · cm, and even more preferably in the range of 10 4 to 10 8 Ω · cm. You can choose from.
本帯電ロールにおいて、表層は、特定の成分を含む未硬化の紫外線硬化型導電性組成物(以下、単に「導電性組成物」ということがある。)の硬化物より形成されている。この表層は、ロール表面の保護層として機能し得る。 In this charging roll, the surface layer is formed from a cured product of an uncured ultraviolet curable conductive composition (hereinafter, also simply referred to as “conductive composition”) containing a specific component. This surface layer can function as a protective layer on the roll surface.
ここで、上記導電性組成物は、特定の成分として、(A)単官能の(メタ)アクリレートモノマーと、(B)ウレタン(メタ)アクリレートとを含有している。 Here, the conductive composition contains (A) a monofunctional (meth) acrylate monomer and (B) urethane (meth) acrylate as specific components.
なお、本発明において、単官能とは、(メタ)アクリレートモノマー1分子中に(メタ)アクリロイル基を1個有していることをいう。また、多官能とは、光重合反応に関与する(メタ)アクリロイル基などの官能基を2個以上有していることをいう。 In addition, in this invention, monofunctional means having one (meth) acryloyl group in 1 molecule of (meth) acrylate monomers. Polyfunctional means having two or more functional groups such as a (meth) acryloyl group involved in the photopolymerization reaction.
(A)単官能の(メタ)アクリレートモノマーは、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されている。このエチレンオキシド単位は、導電性組成物中に含まれることがあるイオン導電剤との相溶性の向上に寄与する。 (A) The monofunctional (meth) acrylate monomer has an ethylene oxide unit introduced in the molecular structure. This ethylene oxide unit contributes to an improvement in compatibility with an ionic conductive agent that may be contained in the conductive composition.
分子構造中に導入されているエチレンオキシド単位の含有量としては、硬化物の電気抵抗を低くしやすくなるなどの観点から、好ましくは、1〜98質量%の範囲内、より好ましくは、20〜98質量%の範囲内、さらに好ましくは、40〜98質量%の範囲内にあると良い。 The content of the ethylene oxide unit introduced into the molecular structure is preferably in the range of 1 to 98% by mass, more preferably 20 to 98, from the viewpoint of easily reducing the electric resistance of the cured product. It is good that it exists in the range of 40 mass%, More preferably in the range of 40-98 mass%.
なお、エチレンオキシド単位の含有量は、例えば、NMR(核磁気共鳴装置)などを用いて測定することができる。 In addition, content of an ethylene oxide unit can be measured using NMR (nuclear magnetic resonance apparatus) etc., for example.
(A)単官能の(メタ)アクリレートモノマーは、エチレンオキシド単位以外にも、他の単位が1種または2種以上、分子構造中に導入されていても良い。 (A) The monofunctional (meth) acrylate monomer may have one or more other units introduced into the molecular structure in addition to the ethylene oxide unit.
上記他の単位としては、例えば、炭素数3〜20のアルキレンオキシド単位、トリメチロールプロパン単位、ペンタエリスリトール単位、エチルヘキシルカルビトール単位、グリセリン単位などや、ノニルフェノール単位、パラクミルフェノール単位、ビスフェノールA単位、スチレンオキシド単位、イソシアヌル酸単位、ビスフェノールF単位、フタル酸単位、フェノキシ単位などの環状不飽和構造を含む単位などを例示することができる。 Examples of the other units include alkylene oxide units having 3 to 20 carbon atoms, trimethylolpropane units, pentaerythritol units, ethylhexyl carbitol units, glycerin units, nonylphenol units, paracumylphenol units, bisphenol A units, Examples include units containing cyclic unsaturated structures such as styrene oxide units, isocyanuric acid units, bisphenol F units, phthalic acid units, and phenoxy units.
(A)単官能の(メタ)アクリレートモノマーとしては、具体的には、例えば、フェノキシエチレンオキシド変性アクリレート(表1の化1等)、ノニルフェノールエチレンオキシド変性アクリレート(表1の化2等)、メトキシエチレンオキシド変性アクリレート(表1の化3等)、エトキシエチレンオキシド変性アクリレート(表1の化4等)、2エチルヘキシルエチレンオキシド変性アクリレート(表1の化5等)、ブトキシエチレンオキシド変性アクリレート(表1の化6等)、エチレンオキシド変性クレゾールアクリレート(表1の化7等)などを例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。 Specific examples of the (A) monofunctional (meth) acrylate monomer include, for example, phenoxyethylene oxide modified acrylate (Chemical Formula 1 in Table 1), nonylphenol ethylene oxide modified acrylate (Chemical Formula 2 in Table 1), methoxyethylene oxide modified, and the like. Acrylate (Chemical Formula 3 etc. in Table 1), ethoxyethylene oxide modified acrylate (Chemical Formula 4 etc. in Table 1), 2 ethylhexyl ethylene oxide modified acrylate (Chemical Formula 5 in Table 1), butoxyethylene oxide modified acrylate (Chemical Formula 6 in Table 1), Examples thereof include ethylene oxide-modified cresol acrylate (Chemical 7 in Table 1 and the like). These may be contained alone or in combination of two or more.
一方、(B)ウレタン(メタ)アクリレートは、ウレタン結合と(メタ)アクリロイル基とを合わせ持つ化合物である。(B)ウレタン(メタ)アクリレートとしては、具体的には、例えば、イソシアネート化合物に水酸基含有アクリレートが直接付加したタイプ、イソシアヌレートのようなポリイソシアネート化合物に水酸基含有アクリレートが直接付加したタイプ、ポリオールとイソシアネート化合物の反応物に水酸基含有アクリレートが付加したタイプなどのウレタン(メタ)アクリレートを例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。 On the other hand, (B) urethane (meth) acrylate is a compound having both a urethane bond and a (meth) acryloyl group. Specific examples of the (B) urethane (meth) acrylate include, for example, a type in which a hydroxyl group-containing acrylate is directly added to an isocyanate compound, a type in which a hydroxyl group-containing acrylate is directly added to a polyisocyanate compound such as isocyanurate, and a polyol. A urethane (meth) acrylate such as a type in which a hydroxyl group-containing acrylate is added to a reaction product of an isocyanate compound can be exemplified. These may be contained alone or in combination of two or more.
上記イソシアネート化合物としては、ピュアMDI、クルードMDI、IPDIなどが挙げられる。また、上記ポリオールとしては、エステル系、エーテル系ポリオールなどが挙げられる。また、上記水酸基含有アクリレートとしては、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどが挙げられる。 Examples of the isocyanate compound include pure MDI, crude MDI, and IPDI. Examples of the polyol include ester-based and ether-based polyols. Examples of the hydroxyl group-containing acrylate include hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, and pentaerythritol triacrylate.
これらのうち、屈曲性、強度などの観点から、ポリオールとイソシアネート化合物の反応物に水酸基含有アクリレートが付加したタイプのウレタン(メタ)アクリレートを好適に用いることができる。 Among these, urethane (meth) acrylates of a type in which a hydroxyl group-containing acrylate is added to a reaction product of a polyol and an isocyanate compound can be suitably used from the viewpoint of flexibility and strength.
また、(B)ウレタン(メタ)アクリレート1分子中に含まれる(メタ)アクリロイル基の数は、良好な耐付着性を確保しやすくなるなどの観点から、好ましくは、6個以上、より好ましくは、8個以上、さらにより好ましくは、10個以上であると良い。 In addition, the number of (B) urethane (meth) acrylates contained in one molecule is preferably 6 or more, more preferably from the viewpoint of easily ensuring good adhesion resistance. 8 or more, and even more preferably 10 or more.
なお、上記(メタ)アクリロイル基の上限の数は、特に限定されるものではないが、上記(メタ)アクリロイル基の数が過度になると、硬度が上がり、屈曲性が低下するなどの傾向が見られる。そのため、好ましくは、20個以下であると良い。 The upper limit number of the (meth) acryloyl group is not particularly limited, but when the number of the (meth) acryloyl group is excessive, there is a tendency that the hardness increases and the flexibility decreases. It is done. Therefore, the number is preferably 20 or less.
上記導電性組成物は、硬化後における表層の電気抵抗、耐付着性のバランスを良好にするなどの観点から、(A)成分/前記(B)成分(質量比)が、好ましくは、20/80〜80/20、より好ましくは、25/75〜75/25、さらにより好ましくは、30/70〜70/30の範囲内にあると良い。 From the viewpoint of improving the balance of electrical resistance and adhesion resistance of the surface layer after curing, the conductive composition is preferably (A) component / (B) component (mass ratio), preferably 20 / It is good that it is in the range of 80-80 / 20, more preferably 25 / 75-75 / 25, and still more preferably 30 / 70-70 / 30.
上記導電性組成物は、上記(A)成分、(B)成分以外にも、必要に応じて、他の光重合成分を含有していても良い。 The conductive composition may contain other photopolymerization components as necessary in addition to the components (A) and (B).
なお、他の光重合成分としては、例えば、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されていない、単官能の(メタ)アクリレートモノマー、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されている、多官能の(メタ)アクリレートモノマー、分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されていない、多官能の(メタ)アクリレートモノマーなどを例示することができる。 As other photopolymerization components, for example, a monofunctional (meth) acrylate monomer in which no ethylene oxide unit is introduced into the molecular structure, a polyfunctional (meth) acrylate in which an ethylene oxide unit is introduced into the molecular structure. Examples thereof include acrylate monomers and polyfunctional (meth) acrylate monomers in which ethylene oxide units are not introduced into the molecular structure.
また、上記導電性組成物は、紫外線などの光により光重合して硬化するものであり、光重合開始剤を含んでいる。 Further, the conductive composition is cured by photopolymerization with light such as ultraviolet rays, and contains a photopolymerization initiator.
上記光重合開始剤は、特に限定されることなく、通常使用され得るものであれば、何れのものでも使用することができる。 The photopolymerization initiator is not particularly limited, and any photopolymerization initiator can be used as long as it can be normally used.
上記光重合開始剤としては、具体的には、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエ−テル、ベンゾインエチルエ−テル、2−メチルベンゾイン、ベンジル、ベンジルジメチルケタ−ル、ジフェニルスルフィド、テトラメチルチウラムモノサルファイド、ジアセチル、エオシン、チオニン、ミヒラ−ケトン、アントラセン、アントラキノン、アセトフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、p−イソプロピルαヒドロキシイソブチルフェノン、α・α´ジクロル−4−フェノキシアセトフェノン、1−ヒドロキシ−1−シクロヘキシルアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、メチルベンゾイルフォルメイト、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]・2・モルフォリノ−プロペン、チオキサントン、ベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−1、2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、ベンゾフェノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モンフォリノプロパノン1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1オン、ビス(シクロペンタジエニル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(ピル−イル)チタニウム)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、(η5 −2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1,2,3,4,5,6−η)−(1−メチルエチル)ベンゼン]−アイアン(1+)−ヘキサフルオロフォスフェイト(1−)などを例示することができる。これらは1種または2種以上併用することができる。 Specific examples of the photopolymerization initiator include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, 2-methylbenzoin, benzyl, benzyldimethylketal, diphenyl sulfide, and tetramethylthiuram monosulfide. , Diacetyl, eosin, thionine, mihira-ketone, anthracene, anthraquinone, acetophenone, α-hydroxyisobutylphenone, p-isopropyl αhydroxyisobutylphenone, α · α 'dichloro-4-phenoxyacetophenone, 1-hydroxy-1-cyclohexylacetophenone 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, methylbenzoyl formate, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] .2.morpholino-propene, thioxanthone , Benzophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, benzophenone, 2-methyl-1- [4 -(Methylthio) phenyl] -2-monforinopropanone 1,2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone 1,2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl- Propan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl-phosphine oxide, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, Bis (cyclopentadienyl) -bis (2,6-difluoro-3- (pyryl) titanium), -Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, bisacylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, (η5-2,4-cyclopentadien-1-yl ) [(1,2,3,4,5,6-η)-(1-methylethyl) benzene] -iron (1 +)-hexafluorophosphate (1-) and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
上記光重合開始剤の含有量の下限値は、導電性組成物中に含まれる重合成分100質量部に対し、好ましくは、0.01質量部以上、より好ましくは、0.1質量部以上、さらにより好ましくは、1質量部以上であると良い。 The lower limit of the content of the photopolymerization initiator is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the polymerization component contained in the conductive composition. Even more preferably, it is 1 mass part or more.
一方、上記光重合開始剤の含有量の上限値は、導電性組成物中に含まれる重合成分100質量部に対し、好ましくは、50質量部以下、より好ましくは、10質量部以下であると良い。 On the other hand, the upper limit of the content of the photopolymerization initiator is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerization component contained in the conductive composition. good.
また、上記導電性組成物は、好ましい添加成分として、(C)イオン導電剤をさらに含んでいると良い。(C)イオン導電剤を含む場合には、上記導電性組成物の硬化物である表層の電気抵抗の調整を図りやすくなる。また、抵抗ムラも比較的発生し難くなる。 The conductive composition preferably further contains (C) an ion conductive agent as a preferred additive component. (C) When an ionic conductive agent is included, it is easy to adjust the electrical resistance of the surface layer, which is a cured product of the conductive composition. Further, resistance unevenness is relatively less likely to occur.
上記イオン導電剤は、特に限定されることなく、電子写真機器分野で使用され得るものであれば、何れのものでも使用することができる。 The ionic conductive agent is not particularly limited, and any ionic conductive agent can be used as long as it can be used in the field of electrophotographic equipment.
上記イオン導電剤としては、具体的には、例えば、化8で表される4級アンモニウム過塩素酸塩(但し、化8中、R1、R2、R3、R4は、炭素数1〜18のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、フェニル基、キシリル基などを示す)、化9で表されるホウ酸塩(但し、化9中、R1、R2、R3、R4は、炭素数1〜18のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、フェニル基、キシリル基などを示し、Mn+は、アルカリ金属イオンもしくはアルカリ土類金属イオンであり、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンなどを示す)などを例示することができる。これらは1種または2種以上混合されていても良い。 Specific examples of the ionic conductive agent include, for example, quaternary ammonium perchlorate represented by Chemical Formula 8 (in the chemical formula 8, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 have 1 carbon atom) A borate represented by Chemical formula 9 (which represents a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, phenyl group, xylyl group, etc.) In formula 9, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, phenyl group, xylyl group, etc. M n + is an alkali metal ion or an alkaline earth metal ion, and represents a lithium ion, a sodium ion, a potassium ion, a calcium ion, or the like. These may be used alone or in combination.
(化8)
(Chemical formula 8)
(化9)
(Chemical 9)
上記イオン導電剤の含有量の下限値は、導電性組成物中に含まれる重合成分100質量部に対し、好ましくは、0.01質量部以上、より好ましくは、0.1質量部以上、さらにより好ましくは、1質量部以上であると良い。 The lower limit value of the content of the ionic conductive agent is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass of the polymerization component contained in the conductive composition. More preferably, it is 1 mass part or more.
一方、上記イオン導電剤の含有量の上限値は、導電性組成物中に含まれる重合成分100質量部に対し、好ましくは、50質量部以下、より好ましくは、10質量部以下であると良い。 On the other hand, the upper limit value of the content of the ionic conductive agent is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the polymerization component contained in the conductive composition. .
また、上記導電性組成物は、粗さ形成用粒子を含んでいると良い。粗さ形成用粒子を含んでいる場合には、上記導電性組成物の硬化物である表層表面に凹凸が形成されやすくなる。そのため、帯電ロールの表層表面と感光ドラム表面との間に形成される微小ギャップが増加し、放電部分が増加して、帯電の均一化、帯電量の向上に寄与しやすくなるからである。 The conductive composition preferably contains roughness forming particles. When the particles for roughness formation are included, irregularities are easily formed on the surface of the surface layer, which is a cured product of the conductive composition. For this reason, the minute gap formed between the surface of the surface of the charging roll and the surface of the photosensitive drum is increased, and the number of discharge portions is increased, which easily contributes to uniform charge and improved charge amount.
上記粗さ形成用粒子としては、具体的には、例えば、ウレタン粒子、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、アクリル粒子、尿素樹脂粒子、アミド粒子などの樹脂粒子、ゴム粒子、シリカ粒子などを好適なものとして例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。 Specific examples of the roughness forming particles include urethane particles, crosslinked polymethyl methacrylate particles, acrylic particles, urea resin particles, amide particles and other resin particles, rubber particles, silica particles, and the like. It can be illustrated as. These may be contained alone or in combination of two or more.
上記粗さ形成用粒子の平均粒径は、後述する表層の厚みなどを考慮して最適な値を選択することができる。 The average particle diameter of the roughness forming particles can be selected to be an optimum value in consideration of the thickness of the surface layer described later.
上記粗さ形成用粒子の平均粒径としては、好ましくは、0.1〜30μm、より好ましくは、1〜20μm、さらに好ましくは、5〜15μmなどを例示することができる。 The average particle diameter of the roughness forming particles is preferably 0.1 to 30 μm, more preferably 1 to 20 μm, and still more preferably 5 to 15 μm.
上記導電性組成物は、他にも、必要に応じて光安定剤、粘度調整剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、架橋剤、架橋助剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などの各種の添加剤を1種または2種以上含有していても良い。 In addition to the above, the conductive composition may include a light stabilizer, a viscosity modifier, an anti-aging agent, a processing aid, a lubricant, a flame retardant, a plasticizer, a foaming agent, a filler, a crosslinking agent, and a crosslinking aid. 1 type, or 2 or more types of various additives, such as an agent, a dispersing agent, an antifoamer, a pigment, and a mold release agent, may be contained.
以上説明した導電性組成物は、取扱い性が良好であるなどの観点から、その粘度(25℃)が、好ましくは、100000mPa・s以下、より好ましくは、10000mPa・s以下であると良い。塗工性などにも優れるなどの観点から、さらにより好ましくは、5000mPa・s以下であると良い。 The conductive composition described above has a viscosity (25 ° C.) of preferably 100,000 mPa · s or less, more preferably 10,000 mPa · s or less, from the viewpoint of good handleability. From the standpoint of excellent coating properties and the like, it is even more preferably 5000 mPa · s or less.
上記導電性組成物は、上記範囲に粘度を調製するなどの観点から、メチルエチルケトン、トルエン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン(MIDK)、THF、DMFなどの有機溶剤、メタノール、エタノールなどの水溶性溶剤などといった溶剤を適宜含んでいても良い。また、無溶剤であっても良い。 From the viewpoint of adjusting the viscosity within the above range, the conductive composition is made of an organic solvent such as methyl ethyl ketone, toluene, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, methyl isobutyl ketone (MIDK), THF, DMF, methanol, ethanol, etc. A solvent such as a water-soluble solvent may be appropriately contained. Further, it may be solventless.
上述した導電性組成物は、各種材料を所望の配合となるように秤量し、これらを攪拌機、サンドミルなどの混合手段により混合するなどして調製することができる。なお、混合中、混合後に脱泡処理などを行っても良い。 The conductive composition described above can be prepared by weighing various materials so as to have a desired composition and mixing them by a mixing means such as a stirrer or a sand mill. In addition, you may perform a defoaming process etc. after mixing during mixing.
このような導電性組成物を用いて、ベース層や中間層の外周に表層を形成する方法としては、例えば、ロールコーティング法、ディッピング法、スプレーコート法などの各種コーティング法を適用することができる。 As a method for forming a surface layer on the outer periphery of the base layer or the intermediate layer using such a conductive composition, for example, various coating methods such as a roll coating method, a dipping method, and a spray coating method can be applied. .
より具体的には、例えば、軸体にベース層、さらに中間層が任意に形成されたロール体の表面にロールコーティング法などにより、上記導電性組成物を塗工し、紫外線を照射して硬化させる方法、上記ロール体を、上記導電性組成物が貯留された貯留槽内に浸漬し、引き上げた後に紫外線を照射して硬化させる方法などを例示することができる。溶剤を含有する場合、モノマー成分を含有する場合には、紫外線硬化後、熱処理を行っても良い。 More specifically, for example, the conductive composition is applied on the surface of a roll body in which a base layer and an intermediate layer are arbitrarily formed on a shaft body by a roll coating method, and cured by irradiating ultraviolet rays. Examples of such a method include a method of immersing the roll body in a storage tank in which the conductive composition is stored, and a method of curing the roll body by irradiating it with ultraviolet rays. In the case of containing a solvent, in the case of containing a monomer component, heat treatment may be performed after ultraviolet curing.
なお、これらコーティング法は1種または2種以上組み合わせても良い。また、上記コーティング法は、1回または2回以上繰り返し行っても良い。 These coating methods may be used alone or in combination. The coating method may be repeated once or twice or more.
表層の厚みは、特に限定されるものではないが、電気抵抗を上昇させ難い、ロール硬度の上昇を抑制するなどの観点から、好ましくは0.01〜100μm、より好ましくは、0.1〜20μm、さらにより好ましくは、0.3〜10μmの範囲内から選択すると良い。 The thickness of the surface layer is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 100 μm, and more preferably 0.1 to 20 μm, from the viewpoint of hardly increasing the electrical resistance and suppressing the increase in roll hardness. Even more preferably, it may be selected from the range of 0.3 to 10 μm.
また、表層の体積抵抗率は、ロールの電気抵抗制御性などの観点から、好ましくは1×104〜1×109Ω・cm、より好ましくは、1×105〜1×108Ω・cmの範囲内から選択することができる。 The volume resistivity of the surface layer is preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 9 Ω · cm, more preferably 1 × 10 5 to 1 × 10 8 Ω · cm, from the viewpoint of the electrical resistance controllability of the roll. It can be selected from the range of cm.
本帯電ロールは、上述した通り、中間層を有していても良い。中間層は、抵抗調整層として機能し得るものである。 As described above, the charging roll may have an intermediate layer. The intermediate layer can function as a resistance adjustment layer.
中間層を形成する主材料としては、ゴム弾性材料を好適に用いることができる。ゴム弾性材料としては、具体的には、例えば、ヒドリンゴム(ECO)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、アクリルゴム(ACM)、クロロプレンゴム(CR)、ウレタンゴム、ウレタン系エラストマー、フッ素ゴム、天然ゴム(NR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)などを例示することができる。これらは1種又は2種以上混合されていても良い。 A rubber elastic material can be suitably used as the main material for forming the intermediate layer. Specific examples of rubber elastic materials include hydrin rubber (ECO), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), polynorbornene rubber, silicone rubber, butadiene rubber (BR), and isoprene rubber. (IR), acrylic rubber (ACM), chloroprene rubber (CR), urethane rubber, urethane elastomer, fluorine rubber, natural rubber (NR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR) ) And the like. These may be used alone or in combination.
上記ゴム弾性材料としては、電気抵抗制御性、耐ヘタリ性などの観点から、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ヒドリンゴム、ウレタン系エラストマーなどが好ましい。 As the rubber elastic material, silicone rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, hydrin rubber, urethane elastomer, and the like are preferable from the viewpoints of electric resistance controllability, sag resistance, and the like.
中間層には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、c−TiO2 、c−ZnO、c−SnO2 (c−は導電性を意味する。)、イオン導電剤(四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等)などの従来公知の導電剤を、上記材料中に適宜添加することができる。さらに、必要に応じて、発泡剤、架橋剤、架橋促進剤、軟化剤(オイル)等を適宜添加しても良い。 The intermediate layer, for imparting conductivity, carbon black, graphite, c-TiO 2, c- ZnO, c-SnO 2 (c- means conductive.), Ion conductive agent (quaternary ammonium salt, Conventionally known conductive agents such as borates and surfactants can be appropriately added to the above materials. Furthermore, if necessary, a foaming agent, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, a softening agent (oil) and the like may be appropriately added.
なお、ベース層の外周に中間層を形成するには、ベース層を形成した軸体をロール成形用金型の中空部に同軸的に設置し、中間層形成用組成物を注入して、加熱・硬化させた後、脱型する(注型法)、ベース層の表面に中間層形成用組成物を押出成形する(押出法)などすれば良い。また、中間層を複数層形成する場合には、上記方法に準じた操作を繰り返し行えば良い。 In order to form the intermediate layer on the outer periphery of the base layer, the shaft body on which the base layer is formed is coaxially installed in the hollow portion of the roll molding die, and the intermediate layer forming composition is injected and heated. -After curing, the mold is removed (casting method), the intermediate layer forming composition is extruded on the surface of the base layer (extrusion method), and the like. In addition, when a plurality of intermediate layers are formed, an operation according to the above method may be repeated.
中間層の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは、0.001〜2mm、より好ましくは、0.01〜0.5mmの範囲内から選択することができる。 Although the thickness of an intermediate | middle layer is not specifically limited, Preferably, it can select from the range of 0.001-2 mm, More preferably, it is 0.01-0.5 mm.
また、中間層の体積抵抗率は、好ましくは、104〜1010Ω・cm、より好ましくは、105〜109Ω・cm、さらにより好ましくは、106〜108Ω・cmの範囲内から選択することができる。 The volume resistivity of the intermediate layer is preferably in the range of 10 4 to 10 10 Ω · cm, more preferably 10 5 to 10 9 Ω · cm, and even more preferably in the range of 10 6 to 10 8 Ω · cm. You can choose from.
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.
1.実施例および比較例に係る帯電ロールの表層に用いる導電性組成物の調製
後述する表2に示す配合割合(単位は質量部)となるように、各種材料を秤量し、これらを攪拌機により撹拌、混合した後、室温にて24時間放置(脱泡のため)することにより、実施例1〜9、比較例1〜2に係る帯電ロールの表層に用いる各導電性組成物を調製した。
1. Preparation of conductive composition used for surface layer of charging roll according to examples and comparative examples Weigh various materials so as to have a blending ratio (unit is part by mass) shown in Table 2 described later, and stir these with a stirrer. After mixing, each conductive composition used for the surface layer of the charging roll according to Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 was prepared by leaving it at room temperature for 24 hours (for defoaming).
この際、上記各導電性組成物の調製時に使用した各種材料は、以下の通りである。
・メトキシエチレンオキシド変性アクリレート(CH2=CHCO(OCH2CH2)nOCH3、n≒22)[新中村化学工業(株)製、「NKエステル AM−230G」]
・フェノキシエチレンオキシド変性アクリレート(CH2=CHCO−(OCH2CH2)4−O−C6H5)[東亞合成(株)製、「アロニックス M101」]
・ノニルフェノールエチレンオキシド変性アクリレート(CH2=CHCO−(OCH2CH2)8−C6H4−C9H19)[共栄社化学(株)製、「ライトアクリレートNP−8EA」]
Under the present circumstances, the various materials used at the time of preparation of each said electrically conductive composition are as follows.
・ Methoxyethylene oxide modified acrylate (CH 2 ═CHCO (OCH 2 CH 2 ) n OCH 3 , n≈22) [manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “NK Ester AM-230G”]
Phenoxyethyl ethylene oxide-modified acrylate (CH 2 = CHCO- (OCH 2 CH 2) 4 -O-C 6 H 5) [ manufactured by Toagosei Co., Ltd., "Aronix M101"]
- nonylphenol ethylene oxide modified acrylate (CH 2 = CHCO- (OCH 2 CH 2) 8 -C 6 H 4 -C 9 H 19) [ manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., "LIGHT-ACRYLATE NP-8EA"]
・ウレタンアクリレート(1)(官能基数f=6)[ダイセルUCB(株)製、「Ebecryl 1290」]
・ウレタンアクリレート(2)(官能基数f=10)[根上工業(株)製、「アートレジン UN904」]
・ウレタンアクリレート(3)(官能基数f=15)[根上工業(株)製、「アートレジン UN3320HS」]
-Urethane acrylate (1) (functional group number f = 6) [Daicel UCB, “Ebecryl 1290”]
Urethane acrylate (2) (functional group number f = 10) [Negami Kogyo Co., Ltd., “Art Resin UN904”]
Urethane acrylate (3) (functional group number f = 15) [manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., “Art Resin UN3320HS”]
・光重合開始剤[チバスペシャルティケミカルズ(株)製、「イルガキュアー127」] Photoinitiator [Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., “Irgacure 127”]
・イオン導電剤(トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート) ・ Ionic conductive agent (trimethyloctadecyl ammonium perchlorate)
・ウレタン粒子(大日本インキ化学工業(株)製、「バーノックCFB100」、平均粒径20μm) ・ Urethane particles (Dainippon Ink & Chemicals, “Burnock CFB100”, average particle size 20 μm)
2.導電性組成物の硬化物の特性評価
次に、得られた各導電性組成物の硬化物の特性評価を以下のようにして行った。
2. Characteristic Evaluation of Cured Product of Conductive Composition Next, property evaluation of the cured product of each obtained conductive composition was performed as follows.
(摩擦係数)
バーコート法により、ガラス板上に各導電性組成物をコーティングした後、紫外線を照射し、厚さ約100μm、縦100mm、横100mmの各シート状硬化物を作製した。この際、紫外線照射機(アイグラフィック社製「UB031−2A/BM」)の紫外線ランプ(水銀ランプ形式)とコーティングした各組成物との距離は200mmとし、紫外線は50秒間照射(紫外線強度100mW/cm2)した。
(Coefficient of friction)
Each conductive composition was coated on a glass plate by the bar coating method, and then irradiated with ultraviolet rays to prepare each sheet-like cured product having a thickness of about 100 μm, a length of 100 mm, and a width of 100 mm. At this time, the distance between the UV lamp (mercury lamp type) of the UV irradiator (“UB031-2A / BM” manufactured by Igraphic Co., Ltd.) and each coated composition was 200 mm, and UV irradiation was performed for 50 seconds (UV intensity 100 mW / cm 2 ).
次いで、摩擦係数測定機(協和界面科学(株)製、「DFPM−S」)を用い、先端子:剛球、測定荷重:50gの測定条件で、作製した各シート状硬化物の摩擦係数μsを測定した。 Next, using a friction coefficient measuring machine (“DFPM-S” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the friction coefficient μs of each sheet-like cured product produced was measured under the measurement conditions of the tip: a hard sphere and a measurement load: 50 g. It was measured.
(電気抵抗)
上記各シート状硬化物表面に1cm角の銀ペースト電極を形成し、JIS K6271(2重リング電極法)に準拠して、100V印加したときの体積抵抗率を測定した。
(Electric resistance)
A 1 cm square silver paste electrode was formed on the surface of each sheet-like cured product, and volume resistivity when 100 V was applied was measured according to JIS K6271 (double ring electrode method).
3.電子写真機器用帯電ロールの作製
(ベース層形成用組成物の調製)
初めに、ヒドリン系ゴム(ダイソー(株)製、「エピクロマーCG102」)100質量部と、ステアリン酸(花王(株)製、「ルナックS−30」)1質量部と、酸化亜鉛2種(三井金属工業(株)製)5質量部と、粉末イオウ(鶴見化学工業(株)製)1.5質量部と、チアゾール系加硫促進剤(大内新興化学工業(株)製、「ノクセラーDM」)1.5質量部と、チウラム系加硫促進剤(大内新興化学工業(株)製、「ノクセラーTS」)0.5質量部と、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート1質量部とを、ニーダーで混練することにより、ヒドリンゴム系のベース層形成用組成物を調製した。
3. Production of charging roll for electrophotographic equipment (Preparation of composition for forming base layer)
First, 100 parts by mass of a hydrin rubber (manufactured by Daiso Corporation, “Epichromer CG102”), 1 part by mass of stearic acid (manufactured by Kao Corporation, “Lunac S-30”), and two types of zinc oxide (Mitsui) 5 parts by weight of Metal Industry Co., Ltd., 1.5 parts by weight of powder sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.), thiazole vulcanization accelerator (Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd., “Noxeller DM ") 1.5 parts by mass, 0.5 parts by mass of thiuram vulcanization accelerator (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.," Noxeller TS ") and 1 part by mass of trimethyloctadecyl ammonium perchlorate The composition for forming a hydrin rubber-based base layer was prepared by kneading with the above.
(ベース層の形成)
次に、その内部に芯金(直径6mm)を同軸にセットした円筒状金型内に、ベース層形成用組成物を注入し、180℃で45分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、芯金の外周に、ヒドリンゴム系組成物よりなるベース層(厚み3mm)を備えた各ロール体を作製した。
(Formation of base layer)
Next, the base layer-forming composition was poured into a cylindrical mold in which a core metal (diameter 6 mm) was set coaxially, heated at 180 ° C. for 45 minutes, cooled and demolded. Thereby, each roll body provided with the base layer (thickness 3 mm) which consists of a hydrin rubber type composition on the outer periphery of a metal core was produced.
(表層の形成)
次いで、ロールコート法を用いて、上記各ロール体の表面に各導電性組成物をコーティングするとともに、紫外線を照射(紫外線強度100mW/cm2、50秒間照射)し、130℃で30分熱処理して各導電性組成物を硬化させた。上記操作により、各ベース層の外周に各表層(厚み3μm)を形成した。これにより、実施例1〜9、比較例1〜2に係る帯電ロール(2層構成)を作製した。
(Formation of surface layer)
Next, using the roll coating method, each conductive composition is coated on the surface of each roll body, and irradiated with ultraviolet rays (ultraviolet intensity 100 mW / cm 2 , irradiation for 50 seconds), and heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes. Each conductive composition was cured. By the above operation, each surface layer (thickness 3 μm) was formed on the outer periphery of each base layer. This produced the charging roll (two-layer structure) which concerns on Examples 1-9 and Comparative Examples 1-2.
4.帯電ロールの特性評価
(ロール抵抗)
金属ドラム上に各帯電ロールを線接触させ、ロールの芯金の両端に各々500gの荷重をかけた状態で金属ドラムを回転駆動し、30rpmで各帯電ロールをつれ回り回転させ、500V印加した状態での芯金と金属ドラム間の電気抵抗を測定し、ロール抵抗とした。
4). Charging roll characteristics evaluation (roll resistance)
Each charging roll is brought into line contact with the metal drum, and the metal drum is rotationally driven with a load of 500 g applied to both ends of the core metal of the roll, each charging roll is rotated at 30 rpm, and 500 V is applied. The electrical resistance between the metal core and the metal drum was measured as roll resistance.
(耐付着性)
トナーの耐付着性を、フィルミングを調査することにより、評価した。評価は下記の手順により行った。
(Adhesion resistance)
The adhesion resistance of the toner was evaluated by investigating filming. The evaluation was performed according to the following procedure.
各帯電ロールを、カラーレーザープリンタ(リコー(株)製、「IPSIO CX−3000」)のカートリッジ内に組み込み、環境温度15℃、相対湿度10%RHの条件下にて、5%印字文字画像(A4紙面積に対し、5%分が印字された状態の画像)を15000枚画像出しした。 Each charging roll is incorporated in a cartridge of a color laser printer (“IPSIO CX-3000” manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and a 5% printed character image (under an ambient temperature of 15 ° C. and a relative humidity of 10% RH) 15000 images were printed (images with 5% printed on the A4 paper area).
上記耐久後、メンディングテープ(スコッチ社製、「810」)を用いて、各帯電ロール表面の汚れを剥がし取り、マクベス濃度計にてその濃度を測定した。 After the endurance, using a mending tape (manufactured by Scotch, “810”), the surface of each charging roll was removed, and the concentration was measured with a Macbeth densitometer.
この際、上記濃度が0.15以下であった場合を、トナー付着がほとんどないとして耐付着性「◎」、上記濃度が0.16〜0.2であった場合を、多少のトナー付着はあるが許容範囲内であるとして耐付着性「○」、上記濃度が0.21以上であった場合を、トナー付着が多いとして耐付着性「×」とした。 At this time, when the density is 0.15 or less, the toner is hardly attached, and the adhesion resistance is “◎”. When the density is 0.16 to 0.2, However, when the density is 0.21 or more, the adhesion resistance is “x” because the toner adhesion is large.
(帯電性)
各帯電ロールを、カラーレーザープリンタ(リコー(株)製、「IPSIO CX−3000」)のカートリッジ内に組み込んだ。
(Chargeability)
Each charging roll was incorporated in a cartridge of a color laser printer (“IPSIO CX-3000” manufactured by Ricoh Co., Ltd.).
次いで、各感光ドラムを各帯電ロールに押し付けながら回転させ、DC−1200Vの電圧をかけ、そのときの感光ドラム上の表面電位を測定した。上記表面電位が−700V以下であった場合を、帯電性に優れるとして「◎」、上記表面電位が−700V超〜−600V以下であった場合を、帯電性が良好であるとして「○」、上記表面電位が−600V超であった場合を、帯電性に劣るとして「×」とした。 Next, each photosensitive drum was rotated while being pressed against each charging roll, a voltage of DC-1200 V was applied, and the surface potential on the photosensitive drum at that time was measured. When the surface potential is −700 V or less, “◎” indicates that the charging property is excellent, and when the surface potential is more than −700 V to −600 V or less, “◯” indicates that the charging property is good. When the surface potential was more than −600 V, the chargeability was inferior, and “x” was assigned.
(画像出し評価)
各帯電ロールを、カラーレーザープリンタ(リコー(株)製、「IPSIO CX−3000」)のカートリッジ内に組み込み、環境温度15℃、相対湿度10%RHの条件下にて、ハーフトーンの画像出しを行った。得られた初期画像について、濃度ムラの状態を目視にて確認した。濃度ムラがなかったものを良好「○」とし、濃度ムラが大きく、実用に耐えないものを不良「×」とした。
(Image evaluation)
Each charging roll is incorporated into a cartridge of a color laser printer (“IPSIO CX-3000” manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and halftone images are output under conditions of an environmental temperature of 15 ° C. and a relative humidity of 10% RH. went. About the obtained initial image, the state of density unevenness was confirmed visually. A sample having no density unevenness was evaluated as “good”, and a sample having large density unevenness and could not withstand practical use was evaluated as “bad”.
表2に、実施例および比較例に係る帯電ロールの評価結果を、表層形成用の導電性組成物の配合割合および材料特性とともにまとめて示す。 In Table 2, the evaluation result of the charging roll which concerns on an Example and a comparative example is shown collectively with the compounding ratio and material characteristic of the electroconductive composition for surface layer formation.
表2を相対比較すると、以下のことが分かる。すなわち、比較例1に係る帯電ロールは、その表層が、重合成分として(A)成分だけを含む導電性組成物の硬化物よりなっている。 Comparing Table 2 shows the following. That is, the surface of the charging roll according to Comparative Example 1 is made of a cured product of a conductive composition containing only the component (A) as a polymerization component.
そのため、低抵抗であるものの、タック性が高く(摩擦係数μsが高く)、トナー耐付着性に劣ることが分かる。 Therefore, it can be seen that although the resistance is low, the tackiness is high (the friction coefficient μs is high) and the toner adhesion resistance is poor.
また、比較例2に係る帯電ロールは、その表層が、重合成分として(B)成分だけを含む導電性組成物の硬化物よりなっている。 Moreover, the surface of the charging roll according to Comparative Example 2 is made of a cured product of a conductive composition containing only the component (B) as a polymerization component.
そのため、タック性が低く(摩擦係数μsが低い)、フィルミングが生じ難いものの、高抵抗であり、帯電性に劣る。その結果、良好な画像が得られないことが分かる。 Therefore, tackiness is low (friction coefficient μs is low) and filming is difficult to occur, but it has high resistance and is inferior in chargeability. As a result, it can be seen that a good image cannot be obtained.
これらに対し、実施例に係る帯電ロールは、何れも、各表層が、本願で規定される重合成分である(A)成分および(B)成分の両方を含有する導電性組成物の硬化物よりなっている。 On the other hand, in each of the charging rolls according to the examples, each surface layer is a cured product of a conductive composition containing both the component (A) and the component (B) which are polymerization components defined in the present application. It has become.
そのため、(A)成分による帯電性の確保と、(B)成分によるタック性の低下により、帯電性能を維持しつつ、トナーや外添剤に対する耐付着性に優れた帯電ロールを得ることができることが確認できた。 Therefore, it is possible to obtain a charging roll excellent in adhesion resistance to toner and external additives while maintaining charging performance by ensuring charging property by component (A) and lowering tackiness by component (B). Was confirmed.
したがって、かかる帯電ロールによれば、これが組み込まれるプリンタや複写機などのOA機器の画質を、長期間高画質に維持することができると言える。 Therefore, according to such a charging roll, it can be said that the image quality of an OA device such as a printer or copying machine in which the charging roll is incorporated can be maintained at a high image quality for a long time.
以上、本発明の実施形態、実施例について説明したが、本発明は上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能なものである。 The embodiments and examples of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.
10 帯電ロール
12 軸体
14 ベース層
16 表層
18 中間層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
(A)分子構造中にエチレンオキシド単位が導入されている、単官能の(メタ)アクリレートモノマーと、
(B)ウレタン(メタ)アクリレートと、
を含有する紫外線硬化型導電性組成物の硬化物よりなることを特徴とする電子写真機器用帯電ロール。 The surface layer is
(A) a monofunctional (meth) acrylate monomer having an ethylene oxide unit introduced into the molecular structure;
(B) urethane (meth) acrylate,
A charging roll for an electrophotographic apparatus, comprising a cured product of an ultraviolet curable conductive composition comprising
軸体と、前記軸体の外周に形成されたベース層と、前記ベース層の外周に形成された中間層と、前記中間層の外周に形成された前記表層とを有することを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の電子写真機器用帯電ロール。 A shaft body, a base layer formed on the outer periphery of the shaft body, and the surface layer formed on the outer periphery of the base layer, or
A shaft body, a base layer formed on an outer periphery of the shaft body, an intermediate layer formed on an outer periphery of the base layer, and the surface layer formed on an outer periphery of the intermediate layer. Item 5. The charging roll for electrophotographic equipment according to any one of Items 1 to 4.
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