JP2011107652A - Electroconductive rubber member - Google Patents

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JP2011107652A
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rubber member
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Tomoko Masuda
智子 増田
Satoshi Nakakita
里志 中北
Naoki Hirakawa
直樹 平川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroconductive rubber member which is reduced in environmental dependence and stable in the electrical resistance value. <P>SOLUTION: The electroconductive rubber member includes: an electroconductive and elastic layer; and a coat layer formed by applying a coating liquid, which contains polyvinyl alcohol and electroconductive fine powder, onto the electroconductive and elastic layer and satisfies ¾LogR<SB>LL</SB>-LogR<SB>HH</SB>¾≤2.0 (wherein R<SB>LL</SB>(Ω) is the electrical resistance value in the LL environment (10°C, 15%RH); R<SB>HH</SB>(Ω) is the electrical resistance value in the HH environment (30°C, 80%RH)) when 100V is applied thereto. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真式複写機及びプリンター、又はトナージェット式複写機及びプリンター等の画像形成装置に用いられる帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロール、クリーニングロール等の導電性ロールや、クリーニングブレード、転写ベルト等に好適な導電性ゴム部材に関する。   The present invention includes a conductive roll such as a charging roll, a developing roll, a transfer roll, a toner supply roll, and a cleaning roll used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and printer, or a toner jet copying machine and printer, The present invention relates to a conductive rubber member suitable for a cleaning blade, a transfer belt, and the like.

複写機及びプリンターなどの画像形成装置の導電性ロールには、感光体等への非汚染性、導電性等が要求される。そこで、従来、各種弾性層表面に各種コーティング層を設けたものが提案されているが、従来の樹脂からなるコーティング層は、電気抵抗値の環境依存性が大きくなってしまうという問題や、コーティング層が感光体表面の樹脂と相溶し、固着してしまうという問題があった。   A conductive roll of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer is required to have non-contamination, conductivity, and the like on a photoreceptor. Thus, conventionally, various types of coating layers provided on the surface of various elastic layers have been proposed. However, the conventional coating layer made of resin has the problem that the electrical resistance value is highly dependent on the environment, and the coating layer. Has a problem that it is compatible with the resin on the surface of the photoreceptor and is fixed.

そこで、導電性弾性層の上に特定の水溶性高分子量体を含有する高分子層を有する帯電部材が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1の帯電部材は、感光体と固着しにくく、トナー汚れ性が低く、環境変動による電気抵抗変化が小さいものである。   Therefore, a charging member having a polymer layer containing a specific water-soluble high molecular weight substance on a conductive elastic layer has been proposed (see Patent Document 1). The charging member disclosed in Patent Document 1 is difficult to adhere to the photosensitive member, has low toner contamination, and has a small change in electrical resistance due to environmental fluctuations.

特許文献1の帯電部材は、温度15℃、湿度10%の低温低湿環境や、温度22℃、湿度60%の環境に移行しても体積抵抗率の変動が小さいものであったが、低温低湿環境から高温高湿環境に移行する際には、体積抵抗率が大きく変動してしまうものがあった。このため、低温低湿環境から高温高湿環境に移行する際にも体積抵抗率の変動が小さいものが求められている。   Although the charging member of Patent Document 1 has a low volume resistivity fluctuation even when it is moved to a low-temperature and low-humidity environment with a temperature of 15 ° C. and a humidity of 10% or an environment of a temperature of 22 ° C. and a humidity of 60%, When shifting from an environment to a high-temperature and high-humidity environment, the volume resistivity sometimes fluctuated greatly. For this reason, the thing with a small fluctuation | variation of volume resistivity is calculated | required also when transfering from a low temperature low humidity environment to a high temperature high humidity environment.

特許第3056273号公報Japanese Patent No. 3056273

本発明は、このような事情に鑑み、環境依存性が小さく、電気抵抗値が安定した導電性ゴム部材を提供することを課題とする。   In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a conductive rubber member having a small environmental dependency and a stable electric resistance value.

前記課題を解決する本発明の第1の態様は、導電性弾性層と、前記導電性弾性層上にポリビニルアルコールと導電性微粉末とを含有する塗布液を塗布して成形したコート層とを具備し、100V印加した際のLL環境(10℃、15%RH)の電気抵抗値をRLL(Ω)、HH環境(30℃、80%RH)の電気抵抗値をRHH(Ω)としたとき、下記式を満たすことを特徴とする導電性ゴム部材にある。 A first aspect of the present invention that solves the above problems includes a conductive elastic layer, and a coating layer formed by applying a coating liquid containing polyvinyl alcohol and conductive fine powder on the conductive elastic layer. The electrical resistance value in the LL environment (10 ° C., 15% RH) when 100 V is applied is R LL (Ω), and the electrical resistance value in the HH environment (30 ° C., 80% RH) is R HH (Ω). The conductive rubber member satisfies the following formula.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の導電性ゴム部材において、前記コート層は電気抵抗値(Ω)が1.0×10以下であることを特徴とする導電性ゴム部材にある。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the conductive rubber member according to the first aspect, wherein the coat layer has an electric resistance value (Ω) of 1.0 × 10 7 or less. In the member.

本発明の第3の態様は、第1又は2の態様に記載の導電性ゴム部材において、前記コート層は、前記導電性弾性層よりも電気抵抗値が低いことを特徴とする導電性ゴム部材にある。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the conductive rubber member according to the first or second aspect, wherein the coat layer has a lower electrical resistance value than the conductive elastic layer. It is in.

本発明の第4の態様は、第1〜3のいずれか一つの態様に記載の導電性ゴム部材において、前記導電性微粉末は酸化亜鉛及びカーボンブラックのうち少なくとも一方であることを特徴とする導電性ゴム部材にある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the conductive rubber member according to any one of the first to third aspects, the conductive fine powder is at least one of zinc oxide and carbon black. The conductive rubber member.

本発明の第5の態様は、第1〜4のいずれか一つの態様に記載の導電性ゴム部材において、前記導電性弾性層はイオン導電性ポリマーからなることを特徴とする導電性ゴム部材にある。   According to a fifth aspect of the present invention, in the conductive rubber member according to any one of the first to fourth aspects, the conductive elastic layer is made of an ion conductive polymer. is there.

本発明の第6の態様は、第5の態様に記載の導電性ゴム部材において、前記導電性弾性層はエピクロルヒドリンゴムからなることを特徴とする導電性ゴム部材にある。   According to a sixth aspect of the present invention, in the conductive rubber member according to the fifth aspect, the conductive elastic layer is made of epichlorohydrin rubber.

本発明の第7の態様は、第1〜6のいずれか一つの態様に記載の導電性ゴム部材からなることを特徴とする導電性ゴムロールにある。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a conductive rubber roll comprising the conductive rubber member according to any one of the first to sixth aspects.

本発明によると、環境依存性が小さく、電気抵抗値が安定した導電性ゴム部材を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a conductive rubber member that is less dependent on the environment and has a stable electrical resistance value.

参考試験例1の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the reference test example 1. FIG. 参考試験例2の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the reference test example 2. FIG. 試験例1の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of Test Example 1.

本発明の導電性ゴム部材は、導電性弾性層と、導電性弾性層上にポリビニルアルコールと導電性微粉末とを含有する塗布液を塗布して成形したコート層とを具備するものである。ここで、本発明は、ポリビニルアルコールは、吸湿性が比較的高く、高温高湿環境下においては吸湿量が非常に大きくなり体積抵抗率が低下してしまうという知見に基づき、ポリビニルアルコールに導電性微粉末を配合して、導電性微粉末による導電機構の影響を吸湿による体積抵抗率の変化の影響より大きくする、すなわち、導電機構を導電性微粉末に依存させることにより、ポリビニルアルコールが大きく吸湿したとしても電気抵抗値が大幅に低下することがないものを実現するというものである。本発明の導電性ゴム部材は、環境依存性が小さく、電気抵抗値が安定したものである。このように、ポリビニルアルコールに導電性微粉末を配合して、コート層の導電機構を導電性微粉末に依存させることにより、100V印加した際のLL環境(10℃、15%RH)の電気抵抗値をRLL(Ω)、HH環境(30℃、80%RH)の電気抵抗値をRHH(Ω)としたとき、下記式を満たすものとなる。 The conductive rubber member of the present invention comprises a conductive elastic layer and a coating layer formed by applying a coating liquid containing polyvinyl alcohol and conductive fine powder on the conductive elastic layer. Here, the present invention is based on the knowledge that polyvinyl alcohol has a relatively high hygroscopicity, and the amount of moisture absorption becomes very large under a high temperature and high humidity environment, resulting in a decrease in volume resistivity. By blending fine powder, the effect of conductive mechanism by conductive fine powder is made larger than the effect of change in volume resistivity by moisture absorption, that is, by making the conductive mechanism dependent on conductive fine powder, polyvinyl alcohol greatly absorbs moisture. Even if it does, it will realize what the electrical resistance value does not drop significantly. The conductive rubber member of the present invention has a small environmental dependency and a stable electric resistance value. Thus, the electrical resistance of the LL environment (10 ° C., 15% RH) when 100 V is applied is obtained by blending the conductive fine powder with polyvinyl alcohol and making the conductive mechanism of the coat layer depend on the conductive fine powder. When the value is R LL (Ω) and the electrical resistance value in the HH environment (30 ° C., 80% RH) is R HH (Ω), the following equation is satisfied.

すなわち、導電性微粉末に導電機構を依存させることにより、上記式を満たす環境依存性の小さい導電性ゴム部材とすることができる。上記式を満たす導電性ゴム部材は、一般的に環境変動が小さいとされるものであり、いずれの用途においても好適に使用できる。例えば、画像形成装置の現像ロールとして使用した場合、良好な画像形成を行うことができる。   That is, by making the conductive mechanism depend on the conductive fine powder, it is possible to obtain a conductive rubber member having a small environmental dependency that satisfies the above formula. The conductive rubber member satisfying the above formula is generally considered to have a small environmental fluctuation, and can be suitably used in any application. For example, when used as a developing roll of an image forming apparatus, good image formation can be performed.

コート層は、導電性弾性層上にポリビニルアルコールと導電性微粉末とを含有する塗布液を塗布して成形するものである。塗布液は、ポリビニルアルコール及び導電性微粉末を含む水溶液からなる。塗布液にポリビニルアルコールを含むことにより、感光体と固着しにくく、トナー汚れ性が低いコート層を形成することができ、導電性微粉末を所定量配合することにより、コート層の導電機構を導電性微粉末に依存させて、環境依存性の小さいものとすることができる。また、ポリビニルアルコールは、SP値が12.6と高いため、SP値の低い可塑剤(例えば、パラフィン系オイル:6〜8、ジオクチルフタレート:7.9)や低分子量化合物のブリードを効果的に防止することができる。   The coating layer is formed by applying a coating liquid containing polyvinyl alcohol and conductive fine powder on the conductive elastic layer. The coating solution is composed of an aqueous solution containing polyvinyl alcohol and conductive fine powder. By including polyvinyl alcohol in the coating solution, it is possible to form a coat layer that is difficult to adhere to the photoreceptor and has low toner stainability. By blending a predetermined amount of conductive fine powder, the conductive mechanism of the coat layer is made conductive. It is possible to make it less dependent on the environment by depending on the fine powder. In addition, since polyvinyl alcohol has a high SP value of 12.6, it can effectively bleed plasticizers having a low SP value (for example, paraffinic oil: 6 to 8, dioctyl phthalate: 7.9) and low molecular weight compounds. Can be prevented.

本発明に用いる導電性微粉末は、水分散タイプのものである。ここでいう水分散タイプとは、水に分散するように種々の処理がなされたもの、例えば、界面活性剤が添加されたものや、攪拌羽、ボールミル、超音波照射等により分散したものを指す。導電性微粉末として、具体的には、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等が挙げられ、これらは併用してもよい。特に、分散性や導電性に影響する粒子径、大きさ等が多種多様な酸化亜鉛及びカーボンブラックが好適である。   The conductive fine powder used in the present invention is of a water dispersion type. The water-dispersed type here refers to those that have been subjected to various treatments so as to be dispersed in water, such as those to which a surfactant has been added, those that have been dispersed by stirring blades, ball mills, ultrasonic irradiation, or the like. . Specific examples of the conductive fine powder include metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, and indium oxide, carbon black, and carbon nanotube, and these may be used in combination. In particular, zinc oxide and carbon black having a wide variety of particle diameters and sizes affecting dispersibility and conductivity are suitable.

塗布液を塗布する方法は、特に限定されないが、ディップコート法、ロールコート法、スプレーコート法、ドクターコート法等が好適である。   A method for applying the coating solution is not particularly limited, but a dip coating method, a roll coating method, a spray coating method, a doctor coating method and the like are preferable.

また、コート層は、電気抵抗値(Ω)が1.0×10以下であるのが好ましい。これにより、コート層の導電機構を導電性微粉末に依存させて、環境依存性を小さくできる。ここで、ポリビニルアルコールの吸湿量に対する電気抵抗値の変化について説明する。 The coat layer preferably has an electric resistance value (Ω) of 1.0 × 10 7 or less. Thereby, the conductive mechanism of the coat layer can be made to depend on the conductive fine powder, and the environment dependency can be reduced. Here, the change of the electrical resistance value with respect to the moisture absorption amount of polyvinyl alcohol will be described.

(参考例1)
ポリビニルアルコール(PVA)(Wako社製)3wt%水溶液を作製し、これを金属製の容器に流し込み、23℃、55%RHで自然乾燥後、塗膜内に残っている水分を無くすため、さらに120℃で1時間乾燥することにより、10cm×10cm×厚さ10μmのポリビニルアルコール膜からなる参考例1のサンプルを作製した。
(Reference Example 1)
Polyvinyl alcohol (PVA) (manufactured by Wako) 3 wt% aqueous solution was prepared, poured into a metal container, and after natural drying at 23 ° C. and 55% RH, water remaining in the coating film was eliminated. By drying at 120 ° C. for 1 hour, a sample of Reference Example 1 consisting of a polyvinyl alcohol film having a size of 10 cm × 10 cm × thickness 10 μm was produced.

(参考試験例1)電気抵抗値測定
参考例1のサンプルについて、25℃において湿度を変化させ、各湿度におけるサンプルの水分量(wt%)及び電気抵抗値を測定した。サンプルの水分量は自動水分気化装置(CA−06;三菱化学アナリテック社製)により測定し求めた。また、電気抵抗値は、二重リング電極法(JIS K6271)に準じ、ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A(株式会社アドバンテスト製)を用いて測定した。なお、測定は各3回行い、平均値を求めた。また、このときの印加電圧はDC−100Vであった。結果を表1及び図1に示す。
(Reference Test Example 1) Electrical Resistance Value Measurement For the sample of Reference Example 1, the humidity was changed at 25 ° C., and the moisture content (wt%) and the electrical resistance value of the sample at each humidity were measured. The moisture content of the sample was determined by measuring with an automatic moisture vaporizer (CA-06; manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.). Moreover, the electrical resistance value was measured using ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A (made by Advantest Corporation) according to the double ring electrode method (JIS K6271). In addition, each measurement was performed 3 times and the average value was calculated | required. The applied voltage at this time was DC-100V. The results are shown in Table 1 and FIG.

図1に示すように、ポリビニルアルコールからなるサンプルは、水分量が多くなると電気抵抗値が低下する。そして、ある程度水分量が多くなると、水分量の増加に対する電気抵抗値の低下の割合が小さくなる。水分量の増加に対する電気抵抗値の低下の割合が小さくなる変化点を求めたところ1.0×10Ωであった。コート層の電気抵抗値を1.0×10Ω以下とする、すなわち、コート層の電気抵抗値を1.0×10Ω以下となるように導電性微粉末を配合することにより、環境依存性を小さくできる。ポリビニルアルコールが吸湿すると電気抵抗値が低下するが、ポリビニルアルコールに導電性微粉末を配合してコート層の電気抵抗値をこれよりも低くしておく、すなわち、導電性微粉末による導電機構の影響を吸湿による電気抵抗値の変化の影響より大きくすることにより、環境による電気抵抗値の変化を抑えることができる。 As shown in FIG. 1, the electrical resistance value of the sample made of polyvinyl alcohol decreases as the water content increases. When the water content increases to some extent, the rate of decrease in the electrical resistance value with respect to the increase in the water content decreases. The change point at which the rate of decrease in the electrical resistance value with respect to the increase in the amount of water was reduced was 1.0 × 10 7 Ω. By blending the conductive fine powder so that the electric resistance value of the coat layer is 1.0 × 10 7 Ω or less, that is, the electric resistance value of the coat layer is 1.0 × 10 7 Ω or less, Dependency can be reduced. When polyvinyl alcohol absorbs moisture, the electrical resistance value decreases, but the electrical resistance value of the coat layer is kept lower by adding conductive fine powder to polyvinyl alcohol, that is, the influence of the conductive mechanism by the conductive fine powder. Is made larger than the influence of the change in the electrical resistance value due to moisture absorption, the change in the electrical resistance value due to the environment can be suppressed.

導電性微粉末は、導電機構を形成するように配合するのが好ましく、導電性微粉末の配合量は、導電性微粉末の種類によって異なる。例えば、酸化亜鉛は、塗布液の固形分(ポリビニルアルコール及び酸化亜鉛)における酸化亜鉛の体積濃度が35vol%以上となるように配合するのが好ましい。   The conductive fine powder is preferably blended so as to form a conductive mechanism, and the blending amount of the conductive fine powder varies depending on the type of the conductive fine powder. For example, zinc oxide is preferably blended so that the volume concentration of zinc oxide in the solid content of the coating solution (polyvinyl alcohol and zinc oxide) is 35 vol% or more.

(参考例2)
ポリビニルアルコール(PVA)(Wako社製)3wt%水溶液と、水分散タイプの酸化亜鉛(パゼットGK 水分散体:ハクスイテック社製)20wt%水溶液とを混合して、固形分(ポリビニルアルコールと酸化亜鉛)における酸化亜鉛の体積濃度が3vol%の塗布液を作製し、これを金属製の容器に流し込み、23℃、55%RHで自然乾燥後、塗膜内に残っている水分を無くすため、さらに120℃で1時間乾燥することにより、10cm×10cm×厚さ10μmの参考例2のサンプルを作製した。
(Reference Example 2)
Polyvinyl alcohol (PVA) (manufactured by Wako) 3 wt% aqueous solution and water-dispersed zinc oxide (pasette GK water dispersion: manufactured by Hux Itec Corp.) 20 wt% aqueous solution are mixed to obtain a solid content (polyvinyl alcohol and zinc oxide). In order to eliminate the water remaining in the coating film after removing the coating liquid having a volume concentration of 3% by volume of zinc oxide in a metal container, pouring it into a metal container, and naturally drying at 23 ° C. and 55% RH. A sample of Reference Example 2 having a size of 10 cm × 10 cm × thickness of 10 μm was produced by drying at a temperature of 1 ° C. for 1 hour.

(参考例3)
酸化亜鉛の体積濃度が10vol%の塗布液となるようにした以外は、参考例2と同様にして、参考例3のサンプルを作製した。
(Reference Example 3)
A sample of Reference Example 3 was prepared in the same manner as Reference Example 2, except that the coating liquid had a volume concentration of zinc oxide of 10 vol%.

(参考例4)
酸化亜鉛の体積濃度が20vol%の塗布液となるようにした以外は、参考例2と同様にして、参考例4のサンプルを作製した。
(Reference Example 4)
A sample of Reference Example 4 was prepared in the same manner as Reference Example 2 except that the coating solution had a volume concentration of zinc oxide of 20 vol%.

(参考例5)
酸化亜鉛の体積濃度が28vol%の塗布液となるようにした以外は、参考例2と同様にして、参考例5のサンプルを作製した。
(Reference Example 5)
A sample of Reference Example 5 was produced in the same manner as Reference Example 2 except that the coating solution had a volume concentration of zinc oxide of 28 vol%.

(参考例6)
酸化亜鉛の体積濃度が37vol%の塗布液となるようにした以外は、参考例2と同様にして、参考例6のサンプルを作製した。
(Reference Example 6)
A sample of Reference Example 6 was produced in the same manner as Reference Example 2 except that the coating solution had a volume concentration of zinc oxide of 37 vol%.

(参考試験例2)電気抵抗値測定
各参考例のサンプルについて、NN環境(23℃、55%RH)における電気抵抗値Rを、二重リング電極法(JIS K6271)に準じ、ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A(株式会社アドバンテスト製)を用いて測定した。なお、測定は各3回行い、平均値を求めた。また、このときの印加電圧はDC−100Vであった。結果を表2及び図2に示す。
(Reference Test Example 2) Electrical Resistance Value Measurement For the samples of each reference example, the electrical resistance value R in the NN environment (23 ° C., 55% RH) is determined according to the double ring electrode method (JIS K6271), ULTRA HIGH RESISTANCE METER. It measured using R8340A (made by Advantest Corporation). In addition, each measurement was performed 3 times and the average value was calculated | required. The applied voltage at this time was DC-100V. The results are shown in Table 2 and FIG.

塗布液の固形分における酸化亜鉛の体積濃度が37vol%のとき(参考例6)、5.94×10Ωであった。また、図2から、コート層の電気抵抗値が1.0×10Ω以下となるのは、塗布液の固形分(ポリビニルアルコール及び酸化亜鉛)における酸化亜鉛の体積濃度が35vol%以上であると推測できる。 When the volume concentration of zinc oxide in the solid content of the coating solution was 37 vol% (Reference Example 6), it was 5.94 × 10 6 Ω. Also, from FIG. 2, the electrical resistance value of the coating layer is 1.0 × 10 7 Ω or less because the volume concentration of zinc oxide in the solid content (polyvinyl alcohol and zinc oxide) of the coating solution is 35 vol% or more. Can be guessed.

導電性ゴム部材は、コート層が導電性弾性層よりも電気抵抗値が低いものであるのが好ましい。これにより、導電性ゴム部材の導電機構をコート層の導電性微粉末に依存させることができ、環境依存性を小さくすることができるためである。例えば、イオン導電性ポリマーからなる導電性弾性層やイオン導電剤を配合した導電性弾性層は、比較的環境依存性が大きいが、導電性ゴム部材の導電機構をコート層に依存させることにより、環境依存性の小さい導電性ゴム部材とすることができる。   In the conductive rubber member, it is preferable that the coat layer has a lower electrical resistance value than the conductive elastic layer. Thereby, the conductive mechanism of the conductive rubber member can be made to depend on the conductive fine powder of the coat layer, and the environment dependency can be reduced. For example, a conductive elastic layer composed of an ion conductive polymer or a conductive elastic layer containing an ionic conductive agent has a relatively large environmental dependency, but by making the conductive mechanism of the conductive rubber member dependent on the coat layer, It can be set as the conductive rubber member with small environmental dependence.

本発明の導電性ゴム部材の導電性弾性層に用いるゴム基材は、特に限定されず、例えば、エピクロルヒドリンゴム、ポリウレタン、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレンゴム(SBR)、アクリルゴム(ACM)、エチレン・プロピレンゴム(EPDM)、シリコーンゴム(Q)、アルキレンオキサイドを含むポリマー等が挙げられ、これらは単独で用いても2種以上を混合してもよい。   The rubber base material used for the conductive elastic layer of the conductive rubber member of the present invention is not particularly limited. For example, epichlorohydrin rubber, polyurethane, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), styrene rubber (SBR), Examples include acrylic rubber (ACM), ethylene / propylene rubber (EPDM), silicone rubber (Q), and a polymer containing alkylene oxide. These may be used alone or in admixture of two or more.

なお、上述したイオン導電性ポリマーとしては、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エピクロルヒドリンゴム、アルキレンオキサイドを含むポリマー等が挙げられる。エピクロルヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体やその誘導体などを挙げることができる。アルキレンオキサイドを含むポリマーとしては、エチレンオキサイド単独重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体やその誘導体などを挙げることができる。   In addition, as an ion conductive polymer mentioned above, the polymer etc. which contain acrylonitrile butadiene rubber (NBR), epichlorohydrin rubber, an alkylene oxide, etc. are mentioned. The epichlorohydrin rubber includes epichlorohydrin homopolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer, epichlorohydrin-allyl glycidyl ether copolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-propylene oxide-allyl. Examples thereof include glycidyl ether quaternary copolymers and derivatives thereof. Polymers containing alkylene oxide include ethylene oxide homopolymer, ethylene oxide-propylene oxide copolymer, ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer, ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer and derivatives thereof. And so on.

ゴム基材に導電性付与材を配合する場合は、各種カーボンブラックが好ましいが、金属粉などの電子導電性付与材や、イオン導電付与材、又はこれらの両者を混合して用いることができる。イオン導電付与材としては、有機塩類、無機塩類、金属錯体、イオン性液体等が挙げられる。有機塩類、無機塩類としては、過塩素酸リチウム、4級アンモニウム塩、三フッ化酢酸ナトリウムなどが挙げられる。また、金属錯体としては、ハロゲン化第二鉄−エチレングリコールなどを挙げることができ、具体的には、特許第3655364号公報に記載されたジエチレングリコール−塩化第二鉄錯体などを挙げることができる。一方、イオン性液体は、室温で液体である溶融塩であり、常温溶融塩とも呼ばれるものであり、特に、融点が70℃以下、好ましくは30℃以下のものをいう。具体的には、特開2003−202722号公報に記載された1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド、1−ブチル−3−エチルイミダゾリウムトリフルオロメチルスルフォニル)イミドなどを挙げることができる。   When the conductivity imparting material is blended with the rubber substrate, various carbon blacks are preferable, but an electronic conductivity imparting material such as metal powder, an ionic conductivity imparting material, or a mixture of both can be used. Examples of the ionic conductivity-imparting material include organic salts, inorganic salts, metal complexes, ionic liquids, and the like. Examples of organic salts and inorganic salts include lithium perchlorate, quaternary ammonium salts, and sodium trifluoride acetate. Moreover, as a metal complex, a halogenated ferric-ethylene glycol etc. can be mentioned, Specifically, the diethylene glycol-ferric chloride complex etc. which were described in patent 3655364 can be mentioned. On the other hand, the ionic liquid is a molten salt that is liquid at room temperature, and is also called a room temperature molten salt, and particularly refers to a melting point of 70 ° C. or lower, preferably 30 ° C. or lower. Specifically, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, 1-butyl-3-ethylimidazolium trifluoromethylsulfonyl) imide described in JP-A No. 2003-202722, and the like Can be mentioned.

導電性弾性層の電気抵抗値は特に限定されないが、例えば、1.0×10〜1.0×10Ωであるのが好ましい。 Although the electrical resistance value of a conductive elastic layer is not specifically limited, For example, it is preferable that it is 1.0 * 10 < 4 > -1.0 * 10 < 9 > (omega | ohm).

本発明にかかる導電性ゴム部材は、例えば、ロール、ブレード、ベルト等に好適なものであり、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロール、クリーニングロールや、クリーニングブレード、転写ベルト等に好適である。   The conductive rubber member according to the present invention is suitable for, for example, a roll, a blade, a belt, etc., and suitable for a charging roll, a developing roll, a transfer roll, a toner supply roll, a cleaning roll, a cleaning blade, a transfer belt, and the like. It is.

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to this.

(実施例1)
<ロールの製造>
エピクロルヒドリンゴム(ECO)100質量部に、旭サーマル25重量部、サンセラーTET(三新化学工業社製)1.5重量部、サンセラーCZ(三新化学工業社製)1.5重量部、硫黄1.0重量部を、それぞれ添加してロールミキサーで混練りし、直径6mmの金属製シャフト表面に160℃×30分の加硫条件でプレス成形し、外表面を直径12mmまで研磨加工して、芯金表面に弾性層が形成されたロール部材1を得た。
Example 1
<Manufacture of rolls>
100 parts by mass of epichlorohydrin rubber (ECO), 25 parts by weight of Asahi Thermal, 1.5 parts by weight of Sunseller TET (manufactured by Sanshin Chemical Industry), 1.5 parts by weight of Sunseller CZ (manufactured by Sanshin Chemical Industry), sulfur 1 0.0 parts by weight were added and kneaded with a roll mixer, pressed on a metal shaft surface with a diameter of 6 mm under vulcanization conditions at 160 ° C. for 30 minutes, and the outer surface was polished to a diameter of 12 mm, A roll member 1 having an elastic layer formed on the surface of the core metal was obtained.

<塗布液の調製>
ポリビニルアルコール(PVA)(Wako社製)3wt%水溶液と、水分散タイプの酸化亜鉛(ZnO)(パゼットGK 水分散体:ハクスイテック社製)20wt%水溶液とを混合して、固形分(ポリビニルアルコールと酸化亜鉛)における酸化亜鉛の体積濃度が37vol%の塗布液を作製した。
<Preparation of coating solution>
A 3 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) (manufactured by Wako) and an aqueous dispersion type zinc oxide (ZnO) (pasette GK aqueous dispersion: manufactured by Hux Itec Corp.) are mixed with a 20 wt% aqueous solution to obtain a solid content (polyvinyl alcohol and A coating solution having a zinc oxide volume concentration of 37 vol% in zinc oxide) was prepared.

ロール部材1に上記の塗布液をディッピング法により塗布し、23℃、55%RHで自然乾燥後、塗膜内に残っている水分を無くすため120℃で1時間乾燥して、厚さ10μmのコート層を形成して、実施例1の導電性ロールとした。   The above coating solution is applied to the roll member 1 by dipping method, naturally dried at 23 ° C. and 55% RH, and then dried at 120 ° C. for 1 hour in order to eliminate moisture remaining in the coating film. A coating layer was formed to provide a conductive roll of Example 1.

(実施例2)
酸化亜鉛の体積濃度が51vol%の塗布液となるようにした以外は、実施例1と同様にして、実施例2の導電性ロールを得た。
(Example 2)
A conductive roll of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid had a volume concentration of zinc oxide of 51 vol%.

(比較例1)
塗布液として、ポリビニルアルコール(PVA)(Wako社製)3wt%水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例1の導電性ロールを得た。
(Comparative Example 1)
The electroconductive roll of the comparative example 1 was obtained like Example 1 except having used the polyvinyl alcohol (PVA) (made by Wako) 3 wt% aqueous solution as a coating liquid.

(比較例2)
酸化亜鉛の体積濃度が3vol%の塗布液となるようにした以外は、実施例1と同様にして、比較例2の導電性ロールを得た。
(Comparative Example 2)
A conductive roll of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating solution had a volume concentration of zinc oxide of 3 vol%.

(比較例3)
酸化亜鉛の体積濃度が10vol%の塗布液となるようにした以外は、実施例1と同様にして、比較例3の導電性ロールを得た。
(Comparative Example 3)
A conductive roll of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating solution had a volume concentration of zinc oxide of 10 vol%.

(比較例4)
酸化亜鉛の体積濃度が20vol%の塗布液となるようにした以外は、実施例1と同様にして、比較例4の導電性ロールを得た。
(Comparative Example 4)
A conductive roll of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating solution had a volume concentration of zinc oxide of 20 vol%.

(比較例5)
酸化亜鉛の体積濃度が28vol%の塗布液となるようにした以外は、実施例1と同様にして、比較例5の導電性ロールを得た。
(Comparative Example 5)
A conductive roll of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating solution had a volume concentration of zinc oxide of 28 vol%.

(実施例3)
<塗布液の調製>
ポリビニルアルコール(PVA)(Wako社製)3.0wt%水溶液と、水分散タイプのカーボンブラック(ライオンペーストW−310A:ライオン社製)20wt%水溶液とを混合して、固形分(ポリビニルアルコールとカーボンブラック)におけるカーボンブラックの体積濃度が1.25vol%の塗布液を作製した。
(Example 3)
<Preparation of coating solution>
Polyvinyl alcohol (PVA) (manufactured by Wako) 3.0 wt% aqueous solution and water dispersion type carbon black (Lion paste W-310A: manufactured by Lion Corporation) 20 wt% aqueous solution are mixed to obtain a solid content (polyvinyl alcohol and carbon). A coating solution having a carbon black volume concentration of 1.25 vol% was prepared.

ロール部材1に上記の塗布液をディッピング法により塗布し、23℃、55%RHで自然乾燥後、塗膜内に残っている水分を無くすため120℃で1時間乾燥して、厚さ10μmのコート層を形成して、実施例3の導電性ロールとした。   The above coating solution is applied to the roll member 1 by dipping method, naturally dried at 23 ° C. and 55% RH, and then dried at 120 ° C. for 1 hour in order to eliminate moisture remaining in the coating film. A coating layer was formed to provide a conductive roll of Example 3.

(実施例4)
カーボンブラックの体積濃度が3.36vol%の塗布液となるようにした以外は、実施例3と同様にして、実施例4の導電性ロールを得た。
Example 4
A conductive roll of Example 4 was obtained in the same manner as Example 3 except that the coating liquid had a volume concentration of carbon black of 3.36 vol%.

(比較例6)
カーボンブラックの体積濃度が0.37vol%の塗布液となるようにした以外は、実施例3と同様にして、比較例6の導電性ロールを得た。
(Comparative Example 6)
A conductive roll of Comparative Example 6 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the coating liquid had a carbon black volume concentration of 0.37 vol%.

(試験例1)電気抵抗値測定
各実施例及び各比較例の導電性ロールについて、電気抵抗値Rを測定した。電気抵抗値は、導電性ロールをSUS304板からなる電極部材の上に載置し、芯金の両端に100g荷重をかけた状態で芯金と電極部材との間の電気抵抗を、ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A(株式会社アドバンテスト製)を用いて測定した。なお、測定は、LL環境(10℃、15%RH)、NN環境(23℃、55%RH)、HH環境(30℃、80%RH)にて、各3回行い、平均値を求めた。また、このときの印加電圧はDC−100Vであった。結果を表3及び表4に示す。
(Test example 1) Electrical resistance value measurement The electrical resistance value R was measured about the conductive roll of each Example and each comparative example. The electrical resistance value is obtained by placing an electrically conductive roll on an electrode member made of SUS304 plate and applying a load of 100 g to both ends of the core metal, and measuring the electrical resistance between the core metal and the electrode member as ULTRA HIGH RESISTANCE. Measurement was performed using METER R8340A (manufactured by Advantest Corporation). The measurement was performed three times each in an LL environment (10 ° C., 15% RH), an NN environment (23 ° C., 55% RH), and an HH environment (30 ° C., 80% RH), and an average value was obtained. . The applied voltage at this time was DC-100V. The results are shown in Tables 3 and 4.

(結果のまとめ)
図3に示すように、酸化亜鉛の体積濃度が37vol%以上である塗布液を用いた実施例1及び2の導電性ゴム部材は、100V印加した際のLL環境(10℃、15%RH)の電気抵抗値をRLL(Ω)、HH環境(30℃、80%RH)の電気抵抗値をRHH(Ω)としたとき、|LogRLL−LogRHH|が2.0未満であり、環境依存性が小さいものであることがわかった。
(Summary of results)
As shown in FIG. 3, the conductive rubber members of Examples 1 and 2 using a coating solution in which the volume concentration of zinc oxide is 37 vol% or more are LL environments (10 ° C., 15% RH) when 100 V is applied. the electrical resistance value R LL of (Omega), HH environment (30 ℃, RH 80%) when the electrical resistance value of the R HH (Ω), | LogR LL -LogR HH | is less than 2.0, It turns out that the environmental dependency is small.

これに対し、酸化亜鉛等の導電性微粉末を配合していない比較例1の導電性ゴム部材は、環境依存性が非常に大きいものであった。また、酸化亜鉛の体積濃度が28vol%以下である塗布液を用いた比較例2〜5の導電性ゴム部材は、|LogRLL−LogRHH|が2より大きく、環境依存性が大きいものであることがわかった。 On the other hand, the conductive rubber member of Comparative Example 1 in which no conductive fine powder such as zinc oxide was blended had very large environmental dependence. In addition, the conductive rubber members of Comparative Examples 2 to 5 using the coating solution having a zinc oxide volume concentration of 28 vol% or less have | LogR LL -LogR HH | larger than 2 and a large environmental dependency. I understood it.

一方、カーボンブラックの濃度が1.25vol%以上である塗布液を用いた実施例3及び4の導電性ゴム部材は、100V印加した際のLL環境(10℃、15%RH)の電気抵抗値をRLL(Ω)、HH環境(30℃、80%RH)の電気抵抗値をRHH(Ω)としたとき、|LogRLL−LogRHH|が2.0未満であり、環境依存性が小さいものであることがわかった。 On the other hand, the conductive rubber members of Examples 3 and 4 using the coating liquid having a carbon black concentration of 1.25 vol% or more had an electrical resistance value in an LL environment (10 ° C., 15% RH) when 100 V was applied. Is R LL (Ω), and the electrical resistance value of the HH environment (30 ° C., 80% RH) is R HH (Ω), | LogR LL −LogR HH | I found it to be small.

これに対し、カーボンブラックの濃度が0.37vol%の塗布液を用いた比較例6の導電性ゴム部材は、|LogRLL−LogRHH|が2より大きく、環境依存性が大きいものであることがわかった。 On the other hand, the conductive rubber member of Comparative Example 6 using a coating liquid having a carbon black concentration of 0.37 vol% has a | LogR LL -LogR HH | of greater than 2 and a large environmental dependency. I understood.

Claims (7)

導電性弾性層と、前記導電性弾性層上にポリビニルアルコールと導電性微粉末とを含有する塗布液を塗布して成形したコート層とを具備し、100V印加した際のLL環境(10℃、15%RH)の電気抵抗値をRLL(Ω)、HH環境(30℃、80%RH)の電気抵抗値をRHH(Ω)としたとき、下記式を満たすことを特徴とする導電性ゴム部材。
A conductive elastic layer; and a coating layer formed by applying a coating liquid containing polyvinyl alcohol and conductive fine powder on the conductive elastic layer, and forming an LL environment (10 ° C, Conductivity characterized by satisfying the following formula where the electrical resistance value of 15% RH is R LL (Ω) and the electrical resistance value of HH environment (30 ° C., 80% RH) is R HH (Ω). Rubber member.
請求項1に記載の導電性ゴム部材において、前記コート層は電気抵抗値(Ω)が1.0×10以下であることを特徴とする導電性ゴム部材。 2. The conductive rubber member according to claim 1, wherein the coat layer has an electric resistance value (Ω) of 1.0 × 10 7 or less. 請求項1又は2に記載の導電性ゴム部材において、前記コート層は、前記導電性弾性層よりも電気抵抗値が低いことを特徴とする導電性ゴム部材。 3. The conductive rubber member according to claim 1, wherein the coat layer has an electrical resistance value lower than that of the conductive elastic layer. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性ゴム部材において、前記導電性微粉末は酸化亜鉛及びカーボンブラックのうち少なくとも一方であることを特徴とする導電性ゴム部材。 The conductive rubber member according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive fine powder is at least one of zinc oxide and carbon black. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性ゴム部材において、前記導電性弾性層はイオン導電性ポリマーからなることを特徴とする導電性ゴム部材。 The conductive rubber member according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive elastic layer is made of an ion conductive polymer. 請求項5に記載の導電性ゴム部材において、前記導電性弾性層はエピクロルヒドリンゴムからなることを特徴とする導電性ゴム部材。 6. The conductive rubber member according to claim 5, wherein the conductive elastic layer is made of epichlorohydrin rubber. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の導電性ゴム部材からなることを特徴とする導電性ゴムロール。 A conductive rubber roll comprising the conductive rubber member according to any one of claims 1 to 6.
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