JP2011197596A - Conductive composition for electrophotographic apparatus and member for electrophotographic apparatus using the same - Google Patents

Conductive composition for electrophotographic apparatus and member for electrophotographic apparatus using the same Download PDF

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洋介 林
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直樹 山口
Shoji Arimura
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive composition for an electrophotographic apparatus capable of advantageously obtaining a cured material having excellent properties such as resistance to settling and small conductive variations.SOLUTION: The conductive composition for the electrophotographic apparatus is obtained in such a manner that a fine carbon fiber in which the average diameter of a single body is 50 nm or less and a carbon black whose nitrogen adsorption specific surface area is 300 m/g or less and pH is 4.5 or less are blended in a polymer component, the fine carbon fiber is dispersed in such a state that the single body and an aggregate body are mixed, wherein the average axial length of the single body is 5.0 μm or less and the maximum diameter of the aggregate body is 1.0 μm or less, and the carbon black is dispersed in such a state that the maximum diameter is 400 nm or less.

Description

本発明は、電子写真機器用導電性組成物及びそれを用いた電子写真機器用部材に係り、特に、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ等に用いられる現像ロールや中間転写ベルト等を作製する際に好適に用いられ得る電子写真機器用導電性組成物に関するものである。   The present invention relates to a conductive composition for an electrophotographic apparatus and a member for an electrophotographic apparatus using the same, and in particular, a developing roll or an intermediate transfer belt used for a copying machine or a printer using an electrophotographic method. The present invention relates to a conductive composition for electrophotographic equipment that can be suitably used in the process.

従来より、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置(以下、電子写真機器という)においては、それぞれの用途に応じた各種の構成を有する導電性ロールや無端ベルト等が広く用いられている。例えば、樹脂層たる基層の表面にゴム層からなる弾性体層が設けられてなる無端ベルト(図1を参照)は、感光体(感光ドラム)上に形成されたトナー像を、ベルト表面に一次転写し、その後、ベルト表面のトナー像を被印刷物(紙)に二次転写するという機能を果たす中間転写ベルトとして、電子写真機器において採用されている。また、金属製の軸体の外周面上にゴム層たる弾性体層が設けられ、かかる弾性体層の表面に樹脂層が設けられてなる導電性ロール(図2を参照)にあっては、接触現像方式を採用している電子写真機器において、ロール表面にトナー規制部材によってトナー層が形成されている状態で、静電潜像が形成されている像担持体(感光ドラム)と接触し、像担持体と相互に回転することにより、静電潜像の現像を行なうという機能を果たす現像ロールとして採用されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses (hereinafter referred to as electrophotographic equipment) such as copying machines, printers, and facsimiles using an electrophotographic system have conductive rolls and endless belts having various configurations according to their respective uses. Widely used. For example, an endless belt (see FIG. 1) in which an elastic body layer made of a rubber layer is provided on the surface of a base layer that is a resin layer, a toner image formed on a photoconductor (photosensitive drum) is primarily transferred to the belt surface. It is used in electrophotographic equipment as an intermediate transfer belt that performs a function of transferring and then secondarily transferring a toner image on the belt surface to a printing material (paper). Moreover, in the conductive roll (refer FIG. 2) by which the elastic body layer which is a rubber layer is provided on the outer peripheral surface of a metal shaft body, and the resin layer is provided on the surface of the elastic body layer, see FIG. In an electrophotographic apparatus adopting a contact developing method, in a state where a toner layer is formed on a roll surface by a toner regulating member, the image bearing member (photosensitive drum) on which an electrostatic latent image is formed is contacted, It is employed as a developing roll that performs the function of developing an electrostatic latent image by rotating relative to the image carrier.

ところで、上述の如き無端ベルトや導電性ロールにおけるゴム層や樹脂層を形成するに際しては、一般に、ゴム材料や樹脂材料に導電剤等の各種添加剤が配合されてなる組成物(導電性組成物)が用いられている。また、かかる導電性組成物を調製する際には、導電剤として、カーボンブラックや導電性金属酸化物、更に近年は、カーボンナノチューブ等の微細炭素繊維が用いられている。   By the way, when forming a rubber layer or a resin layer in an endless belt or a conductive roll as described above, generally a composition (conductive composition) in which various additives such as a conductive agent are blended with a rubber material or a resin material. ) Is used. In preparing such a conductive composition, carbon black and conductive metal oxides, and more recently, fine carbon fibers such as carbon nanotubes are used as a conductive agent.

そのような導電剤のうち、導電性金属酸化物は、一般に導電性が低いものである為、例えばそれを用いて所望とする導電性を発現し得るゴム層や樹脂層を形成する際には、導電性組成物中に多量に配合する必要があるが、多量に配合することによって、得られるゴム層等における耐ヘタリ性等の物性が悪化することが知られている。一方、優れた導電性を発現させ得る微細炭素繊維や高導電性のカーボンブラックは、少量の使用によって所望とする導電性を発現させ得るが、使用量が僅かに変わるだけで導電性が大きく変わってしまったり、得られるゴム層や樹脂層の異なる部位によって導電性が異なる(導電性にバラツキが生じる)恐れがあることが知られている。   Among such conductive agents, conductive metal oxides generally have low conductivity. For example, when forming a rubber layer or a resin layer that can express desired conductivity using the conductive metal oxide, In addition, it is necessary to add a large amount to the conductive composition, but it is known that physical properties such as sag resistance in the resulting rubber layer deteriorate due to the addition of a large amount. On the other hand, fine carbon fibers and high-conductivity carbon black, which can develop excellent conductivity, can develop the desired conductivity by using a small amount, but the conductivity changes greatly only by changing the amount used. It is known that there is a risk that the conductivity may be different depending on different parts of the obtained rubber layer or resin layer (conductivity varies).

また、近年、電子写真機器に対する高耐久化や高画質化等の要求が従来以上に高まっており、前述した中間転写ベルトや現像ロール等の電子写真機器用部材に対しても、従来以上の特性が求められている。   Further, in recent years, demands for higher durability and higher image quality for electrophotographic equipment are increasing more than ever, and for the above-mentioned members for electrophotographic equipment such as intermediate transfer belts and developing rolls, characteristics more than conventional. Is required.

このような状況の下、従来より、複数種の導電剤を配合してなる組成物や、それを用いて構成された電子写真機器用部材が各種、提案されている(特許文献1及び2を参照)。   Under such circumstances, conventionally, various compositions obtained by blending a plurality of types of conductive agents and various members for electrophotographic equipment constituted using the same have been proposed (see Patent Documents 1 and 2). reference).

しかしながら、特許文献1及び2に提案されているものを始めとする従来の電子写真機器用導電性組成物にあっては、それらを用いて得られるゴム層や樹脂層が、優れた耐ヘタリ性等の物性を有しつつ導電性のバラツキが少ないものであるとは言い難く、この点において、未だ改良の余地が残されていたのである。   However, in the conventional conductive compositions for electrophotographic equipment including those proposed in Patent Documents 1 and 2, the rubber layer and the resin layer obtained using them have excellent anti-sag resistance. However, it is difficult to say that there is little variation in conductivity while having such physical properties, and there is still room for improvement in this respect.

特開2005−275249号公報JP 2005-275249 A 特開2009−102630号公報JP 2009-102630 A

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、優れた耐ヘタリ性等の特性を有すると共に、導電性のバラツキが少ない硬化物を、有利に得ることが出来る電子写真機器用導電性組成物を提供することにある。   Here, the present invention has been made in the background of such circumstances, and the problem to be solved is a curing that has excellent characteristics such as anti-sagging and has little variation in conductivity. An object of the present invention is to provide a conductive composition for an electrophotographic apparatus that can advantageously obtain a product.

そして、本発明は、そのような課題を有利に解決するために、ポリマー成分に、単体の平均直径が50nm以下である微細炭素繊維と、窒素吸着比表面積が300m2 /g以下であり且つpHが4.5以下であるカーボンブラックとが配合されてなる導電性組成物にして、前記微細炭素繊維は、単体及び凝集体が混在した状態にて分散しており、該単体の平均軸長は5.0μm以下であり、且つ該凝集体の最大径は1.0μm以下であると共に、前記カーボンブラックは、最大径が400nm以下の状態にて分散していることを特徴とする電子写真機器用導電性組成物を、その要旨とするものである。 In order to advantageously solve such a problem, the present invention provides the polymer component with fine carbon fibers having an average diameter of 50 nm or less, a nitrogen adsorption specific surface area of 300 m 2 / g or less, and a pH. Is a conductive composition comprising a carbon black having a carbon content of 4.5 or less, the fine carbon fibers are dispersed in a state where a simple substance and an aggregate are mixed, and the average axial length of the simple substance is The maximum diameter of the aggregate is 5.0 μm or less, and the carbon black is dispersed in a state where the maximum diameter is 400 nm or less. The gist of the present invention is a conductive composition.

なお、本発明における好ましい態様の一つは、上述の如き電子写真機器用導電性組成物を用いて形成された機能層を有する電子写真機器用無端ベルトにして、前記ポリマー成分の100重量部に対して、前記微細炭素繊維が0.4〜5.0重量部の割合で、前記カーボンブラックが3〜30重量部の割合で配合せしめられていることを特徴とする電子写真機器用無端ベルトである。かかる態様において、有利には、前記ポリマー成分がポリアミドイミド系樹脂である。   One preferred embodiment of the present invention is an endless belt for electrophotographic equipment having a functional layer formed using the electroconductive composition for electrophotographic equipment as described above, and 100 parts by weight of the polymer component. On the other hand, an endless belt for an electrophotographic apparatus, wherein the fine carbon fiber is blended in a proportion of 0.4 to 5.0 parts by weight and the carbon black is blended in a proportion of 3 to 30 parts by weight. is there. In such an embodiment, advantageously, the polymer component is a polyamideimide resin.

また、本発明における別の望ましい態様の一つは、上述の如き電子写真機器用導電性組成物を用いて形成された機能層を有する電子写真機器用導電性ロールにして、前記ポリマー成分の100重量部に対して、前記微細炭素繊維が0.1〜5.0重量部の割合で、前記カーボンブラックが5〜30重量部の割合で配合せしめられていることを特徴とする電子写真機器用導電性ロールである。かかる態様において、有利には、前記ポリマー成分がウレタン系樹脂である。   Another desirable embodiment of the present invention is a conductive roll for an electrophotographic apparatus having a functional layer formed using the electroconductive apparatus composition for electrophotography as described above. For electrophotographic equipment, wherein the fine carbon fiber is blended at a ratio of 0.1 to 5.0 parts by weight and the carbon black is blended at a ratio of 5 to 30 parts by weight with respect to parts by weight. It is a conductive roll. In such an embodiment, advantageously, the polymer component is a urethane-based resin.

このように、本発明に従う電子写真機器用導電性組成物にあっては、ポリマー成分に、所定の微細炭素繊維及び所定のカーボンブラックが配合されてなるものであって、微細炭素繊維は単体及び凝集体が混在した状態にて分散しており、かかる単体の平均軸長が5.0μm以下であると共に、凝集体の最大径は1.0μm以下であり、更にカーボンブラックは、最大径が400nm以下の状態にて分散せしめられているものである。このように、所定の微細炭素繊維及びカーボンブラックの分散状態を規定することにより、本発明の導電性組成物にあっては、低硬度であり、優れた耐ヘタリ性及び耐屈曲性(靭性)等の特性を有し、更には導電性のバラツキが少ない硬化物が、有利に得られることとなるのである。   Thus, in the conductive composition for electrophotographic equipment according to the present invention, the polymer component is blended with a predetermined fine carbon fiber and a predetermined carbon black, and the fine carbon fiber is a simple substance and Aggregates are dispersed in a mixed state, the average axial length of such simple substance is 5.0 μm or less, the maximum diameter of the aggregate is 1.0 μm or less, and carbon black has a maximum diameter of 400 nm. It is dispersed in the following state. Thus, by defining the dispersion state of the predetermined fine carbon fibers and carbon black, the conductive composition of the present invention has low hardness and excellent anti-sag and flex resistance (toughness). Accordingly, a cured product having the above-described characteristics and less conductive variation is advantageously obtained.

特に、本発明の電子写真機器用導電性組成物を用いて、一又は二以上の機能層からなる電子写真機器用無端ベルトにおける一の機能層を形成せしめる際には、ポリマー成分の100重量部に対して、微細炭素繊維を0.4〜5.0重量部の割合で、前記カーボンブラックを3〜30重量部の割合で、それぞれ配合せしめることにより、得られる機能層において、上述した優れた効果を享受することが出来る。   In particular, when forming one functional layer in an endless belt for electrophotographic equipment composed of one or more functional layers using the electroconductive composition for electrophotographic equipment of the present invention, 100 parts by weight of the polymer component In contrast, in the functional layer obtained by blending fine carbon fibers in a proportion of 0.4 to 5.0 parts by weight and carbon black in a proportion of 3 to 30 parts by weight, the above-described excellent You can enjoy the effect.

また、本発明の電子写真機器用導電性組成物を用いて、軸体の外周面上の一又は二以上の機能層が設けられてなる電子写真機器用導電性ロールにおける一の機能層を形成せしめる際には、前記ポリマー成分の100重量部に対して、前記微細炭素繊維を0.1〜5.0重量部の割合で、前記カーボンブラックを5〜30重量部の割合で、それぞれ配合せしめることにより、得られる機能層において、上述した優れた効果を享受することが可能でである。   In addition, using the electroconductive composition for electrophotographic equipment of the present invention, one functional layer in the electroconductive roll for electrophotographic equipment, in which one or more functional layers are provided on the outer peripheral surface of the shaft body, is formed. At the time of the caulking, the fine carbon fiber is blended at a ratio of 0.1 to 5.0 parts by weight and the carbon black is blended at a ratio of 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer component. Thus, the above-described excellent effect can be enjoyed in the obtained functional layer.

本発明に従う電子写真機器用導電性組成物を用いて作製した電子写真機器用無端ベルトの一例を示す断面説明図及び部分断面説明図である。It is sectional explanatory drawing and a partial cross-sectional explanatory drawing which show an example of the endless belt for electrophotographic apparatuses produced using the electroconductive composition for electrophotographic apparatuses according to this invention. 本発明に従う電子写真機器用導電性組成物を用いて作製した電子写真機器用導電性ロールの一例を示す軸直角断面説明図である。It is an axis perpendicular cross-section explanatory drawing which shows an example of the electroconductive roll for electrophotographic apparatuses produced using the electroconductive composition for electrophotographic apparatuses according to this invention.

ところで、本発明に従う電子写真機器用導電性組成物(以下、導電性組成物ともいう)は、ポリマー成分に対して、所定の微細炭素繊維及びカーボンブラックが配合されてなるものである。先ず、本発明において用いられるポリマー成分としては、従来より導電性組成物において用いられているものの何れをも使用することが可能である。具体的には、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレア系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、熱可塑性エラストマー等の合成樹脂材料や、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水素添加NBR(H−NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、ウレタンゴム、クロロプレンゴム(CR)、エピクロロヒドリンゴム(ECO)、エチレン−プロピレン−ジエンポリマー(EPDM)、アクリルゴム(ACM)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、多硫化ゴム、フッ素ゴム等のゴム材料等を、例示することが出来る。本発明においては、目的とする電子写真機器用部材(以下、部材ともいう)の用途に応じて、一種又は二種以上のものが適宜に選択されて、使用される。   By the way, the electroconductive composition for electrophotographic equipment according to the present invention (hereinafter also referred to as electroconductive composition) is obtained by blending predetermined fine carbon fibers and carbon black with a polymer component. First, as the polymer component used in the present invention, any of those conventionally used in conductive compositions can be used. Specifically, acrylic resins, urethane resins, fluorine resins, polyamide resins, polyimide resins, polyamideimide resins, epoxy resins, urea resins, polyester resins, polyether resins, polycarbonate resins , Synthetic resin materials such as thermoplastic elastomers, natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated NBR (H-NBR), styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber ( IR), urethane rubber, chloroprene rubber (CR), epichlorohydrin rubber (ECO), ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), acrylic rubber (ACM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), polysulfide rubber, fluoro rubber Explain rubber materials such as Can. In the present invention, one type or two or more types are appropriately selected and used depending on the intended use of an electrophotographic apparatus member (hereinafter also referred to as a member).

本発明に係る導電性組成物においては、上述の如きポリマー成分に対して、単体の平均直径が50nm以下、好ましくは1〜20nmの微細炭素繊維が配合される。単体の平均直径が50nmを超えるものは、後述する所定のカーボンブラックと併用しても、得られる硬化物において導電性のバラツキが生ずる恐れがあるからである。尚、微細炭素繊維の平均直径とは、電顕法に従って測定されたものである。   In the conductive composition according to the present invention, fine carbon fibers having a single average diameter of 50 nm or less, preferably 1 to 20 nm, are blended with the polymer component as described above. The reason why the average diameter of the simple substance exceeds 50 nm is that even if it is used in combination with a predetermined carbon black described later, there is a possibility that the resulting cured product may have conductive variation. The average diameter of the fine carbon fiber is measured according to an electron microscope method.

また、そのような微細炭素繊維と共にポリマー成分に配合されるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積が300m2 /g以下、好ましくは40〜200m2 /gであり、且つ、pHが4.5以下、好ましくは2.0〜3.5のものである。窒素吸着比表面積が300m2 /gが超えるカーボンブラックや、pHが4.5を超えるカーボンブラックは、単体の平均直径が50nm以下である微細炭素繊維と併用しても、得られる硬化物において導電性のバラツキが生ずる恐れがあるからである。尚、カーボンブラックのpHは、ASTM D1512の規定に準じて測定されたものである。 Carbon black blended in the polymer component together with such fine carbon fibers has a nitrogen adsorption specific surface area of 300 m 2 / g or less, preferably 40 to 200 m 2 / g, and a pH of 4.5 or less. Preferably it is 2.0-3.5. Carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area exceeding 300 m 2 / g and carbon black having a pH exceeding 4.5 are electrically conductive in the resulting cured product even when used in combination with fine carbon fibers having a single average diameter of 50 nm or less. This is because there is a risk of sexual variation. The pH of carbon black is measured in accordance with ASTM D1512.

そして、本発明に従う電子写真機器用導電性組成物にあっては、上述した微細炭素繊維及びカーボンブラックが、1)微細炭素繊維については、単体及び凝集体が混在した状態にて分散しており、かかる単体の平均軸長は5.0μm以下、好ましくは0.1〜2.0μmであり、且つ凝集体の最大径は1.0μm以下、好ましくは0.3〜0.8μmであると共に、2)カーボンブラックは、最大径が400nm以下、好ましくは50〜250nmの状態にて分散しているところに、大きな特徴が存するのである。即ち、微細炭素繊維及びカーボンブラックの分散状態が制御されていることにより、本発明の導電性組成物にあっては、低硬度であり、優れた耐ヘタリ性及び耐屈曲性(靭性)等の特性を有し、更には導電性のバラツキが少ない硬化物が有利に得られることとなるのである。   And in the electrophotographic equipment conductive composition according to the present invention, the above-mentioned fine carbon fibers and carbon black are dispersed in a state where 1) the fine carbon fibers are mixed with simple substances and aggregates. The average axial length of such a single body is 5.0 μm or less, preferably 0.1 to 2.0 μm, and the maximum diameter of the aggregate is 1.0 μm or less, preferably 0.3 to 0.8 μm, 2) Carbon black has a great feature in that it is dispersed in a state where the maximum diameter is 400 nm or less, preferably 50 to 250 nm. That is, by controlling the dispersion state of the fine carbon fibers and carbon black, the conductive composition of the present invention has low hardness, excellent settling resistance, bending resistance (toughness) and the like. Thus, a cured product having characteristics and less conductive variation is advantageously obtained.

ここで、微細炭素繊維の単体における平均軸長とは、以下の手順に従って測定され、算出されるものを意味する。先ず、導電性組成物を液体窒素にて冷却して固化せしめ、その固化物より約100nmの大きさの薄い切片をミクロトームを用いて切り出し、試料とする。かかる試料について、透過型走査電子顕微鏡(STEM)により、縦:3μm×横:4μmの領域についての断面拡大観察を、試料中の3箇所について行ない、その観察において確認される全ての微細炭素繊維の軸長を測定し、その平均値をもって平均軸長としたものである。また、微細炭素繊維の凝集体における最大径とは、上述したSTEMによる断面拡大観察を、試料中の3箇所において行ない、その観察において認められた凝集体の最大径を意味するものである。更に、カーボンブラックの最大径とは、上述したSTEMによる断面拡大観察において認められたカーボンブラック凝集体の最大径を意味するものである。   Here, the average axial length in the simple substance of a fine carbon fiber means what is measured and calculated according to the following procedures. First, the conductive composition is cooled and solidified with liquid nitrogen, and a thin section having a size of about 100 nm is cut out from the solidified product using a microtome to obtain a sample. About this sample, the cross-sectional enlarged observation about the area | region of length: 3micrometer x width: 4micrometer is performed about three places in a sample with a transmission scanning electron microscope (STEM), and all the fine carbon fibers confirmed in the observation are confirmed. The axial length is measured, and the average value is taken as the average axial length. The maximum diameter of the fine carbon fiber aggregates means the maximum diameter of the aggregates observed in the observation of the cross-section enlarged by the STEM at three locations in the sample. Furthermore, the maximum diameter of carbon black means the maximum diameter of the carbon black aggregates observed in the cross-sectional enlarged observation by the STEM described above.

このように、本発明に従う電子写真機器用導電性組成物にあっては、ポリマー成分に、所定の微細炭素繊維及びカーボンブラックが有利に分散した状態にある。具体的には、導電性組成物中において、高導電性である微細炭素繊維の導電パスの間に低導電性のカーボンブラックが入り込んだ状態となっていることから、かかる導電性組成物より得られる硬化物は導電性のバラツキが小さいものとなるのである。また、高導電性の微細炭素繊維を用いていることから、少量の配合によって所望とする導電性を発現させることが可能ならしめられるところから、得られる硬化物の物性、例えば、硬度、耐ヘタリ性や耐屈曲性(靭性)等の物性の低下を、効果的に抑制し得るのである。   As described above, in the conductive composition for electrophotographic equipment according to the present invention, predetermined fine carbon fibers and carbon black are advantageously dispersed in the polymer component. Specifically, since the conductive composition is in a state in which carbon black with low conductivity enters between conductive paths of fine carbon fibers having high conductivity, it is obtained from the conductive composition. The cured product thus obtained has a small variation in conductivity. In addition, since highly conductive fine carbon fibers are used, it is possible to develop desired conductivity with a small amount of blending, so that the properties of the resulting cured product, such as hardness, It is possible to effectively suppress deterioration of physical properties such as property and bending resistance (toughness).

本発明の導電性組成物を調製するに際しては、一般に、ポリマー成分に対して、所定の微細炭素繊維及びカーボンブラックを、目的とする電子写真機器用部材の特性等に応じた割合にて配合し、微細炭素繊維単体の平均軸長、微細炭素繊維凝集体の最大径及びカーボンブラックの最大径がそれぞれ所定の値以下となるように、配合物を分散することによって調製される。   In preparing the conductive composition of the present invention, generally, a predetermined fine carbon fiber and carbon black are blended with a polymer component in a proportion corresponding to the characteristics of the target member for electrophotographic equipment. It is prepared by dispersing the blend so that the average axial length of the fine carbon fiber alone, the maximum diameter of the fine carbon fiber aggregates, and the maximum diameter of the carbon black are not more than predetermined values.

なお、本発明の導電性組成物を調製する際に用いられる分散機や分散手法等は、従来より公知のものであれば、何れも使用することが可能である。具体的には、三本ロール、ボールミル、ジェットミル、ビーズミルや超音波分散機等を例示することが出来、これらは単独で用い得ることは勿論のこと、二種以上を併用することも可能である。また、分散の際の各種条件は、用いられる微細炭素繊維等の種類や、目的とする電子写真機器用部材の特性等に応じて、適宜に設定されることとなる。更に、公知の分散剤の使用も可能である。   In addition, if the disperser, the dispersion | distribution method, etc. which are used when preparing the electrically conductive composition of this invention are conventionally well-known, all can be used. Specifically, three rolls, a ball mill, a jet mill, a bead mill, an ultrasonic disperser and the like can be exemplified, and these can be used alone, and two or more kinds can be used in combination. is there. Various conditions for dispersion are appropriately set according to the type of fine carbon fiber used, the characteristics of the target member for electrophotographic equipment, and the like. Further, a known dispersant can be used.

また、本発明に従う電子写真機器用導電性組成物には、本発明の目的を阻害しない限りにおいて、架橋剤、架橋促進剤、触媒、老化防止剤、フッ素系又はシリコーン系のレベリング剤、イオン導電剤、増粘剤、カップリング剤等の従来より公知の各種添加剤を配合することが可能である。更に、後述するように、所定の有機溶媒を用いて液状に調製することも可能である。   Further, the electroconductive composition for electrophotographic equipment according to the present invention includes a cross-linking agent, a cross-linking accelerator, a catalyst, an anti-aging agent, a fluorine-based or silicone-based leveling agent, ionic conductivity, as long as the object of the present invention is not impaired. Various conventionally known additives such as an agent, a thickener, and a coupling agent can be blended. Furthermore, as described later, it is also possible to prepare a liquid using a predetermined organic solvent.

上述した電子写真機器用導電性組成物を用いて形成された機能層を有する電子写真機器用部材について、以下に説明する。   An electrophotographic apparatus member having a functional layer formed using the above-described electrophotographic apparatus conductive composition will be described below.

先ず、図1には、中間転写ベルト等として有利に用いられる電子写真機器用無端ベルト10の断面が示されている。そこで示されている無端ベルト10は、単一の機能層12のみにて構成されており、かかる機能層12が、上述した電子写真機器用導電性組成物にて形成されている。   First, FIG. 1 shows a cross section of an endless belt 10 for an electrophotographic apparatus that is advantageously used as an intermediate transfer belt or the like. The endless belt 10 shown there is composed of only a single functional layer 12, and the functional layer 12 is formed of the above-described conductive composition for electrophotographic equipment.

ここで、図1に示す無端ベルト10を始めとする様々な構造の無端ベルトにおいて、これを構成する機能層を本発明の電子写真機器用導電性組成物にて形成する場合、かかる導電性組成物としては、好ましくは、ポリマー成分の100重量部に対して、微細炭素繊維が0.4〜5.0重量部の割合で、カーボンブラックが3〜30重量部の割合で、それぞれ配合せしめられてなるものが好ましい。このような配合割合を採用することによって、得られる機能層(12)、引いては無端ベルト(10)が、導電性のバラツキが少ない故にリーク電圧の発生が抑制されると共に耐久性にも優れたものとなり、電子写真機器における中間転写ベルトとして好適に用いられ得る。また、ポリマー成分としては、耐久性等の観点より、ポリアミドイミド系樹脂であることが好ましい。   Here, in the endless belt having various structures including the endless belt 10 shown in FIG. 1, when the functional layer constituting the endless belt is formed of the electroconductive composition for electrophotographic equipment of the present invention, such an electroconductive composition is used. As a product, it is preferable that fine carbon fibers are blended at a ratio of 0.4 to 5.0 parts by weight and carbon black at a ratio of 3 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer component. Is preferred. By adopting such a blending ratio, the resulting functional layer (12), and thus the endless belt (10), has less electrical conductivity variation, so that the occurrence of leakage voltage is suppressed and the durability is excellent. And can be suitably used as an intermediate transfer belt in an electrophotographic apparatus. The polymer component is preferably a polyamideimide resin from the viewpoint of durability and the like.

なお、無端ベルト10は、従来より公知の各種手法に従って製造することが可能である。例えば、本発明の電子写真機器用導電性組成物に適量の有機溶媒を加えて液状材料とし、この液状材料を、特許第3855896号公報等に記載の手法に従って、金型たる円筒形基体の表面にらせん状にコーティングし、加熱処理を施した後、コーティングにより設けた塗膜層(機能層)と円筒形基体との間にエアーを吹き付けて円筒形基体を抜き取ることにより、本発明の導電性組成物を用いて形成された機能層のみからなる無端ベルト10が得られる。   The endless belt 10 can be manufactured according to various conventionally known methods. For example, an appropriate amount of an organic solvent is added to the electrophotographic apparatus conductive composition of the present invention to form a liquid material, and this liquid material is formed on the surface of a cylindrical substrate as a mold according to the technique described in Japanese Patent No. 3855896. After coating in a helical shape and applying heat treatment, air is blown between the coating layer (functional layer) provided by the coating and the cylindrical substrate, and the cylindrical substrate is pulled out. The endless belt 10 consisting only of the functional layer formed using the composition is obtained.

また、図2には、現像ロール等として好適に用いられる導電性ロール14が、軸に直角な断面において切断された断面図において示されている。そこにおいて、金属製の軸体16の外周面上には、ベース層たる弾性体層18が設けられている。そして、かかる弾性体層18の表面に、本発明に従う電子写真機器用導電性組成物を用いて、保護層としての表層20が設けられているのである。   Further, FIG. 2 shows a conductive roll 14 suitably used as a developing roll or the like in a cross-sectional view cut along a cross section perpendicular to the axis. Here, an elastic body layer 18 as a base layer is provided on the outer peripheral surface of the metal shaft body 16. And the surface layer 20 as a protective layer is provided in the surface of this elastic body layer 18 using the electroconductive composition for electrophotographic apparatuses according to this invention.

ここで、図2に示す導電性ロールを始めとする様々な構造の導電性ロールにおいて、これを構成する機能層を本発明の導電性組成物にて形成する場合、かかる導電性組成物としては、ポリマー成分の100重量部に対して、微細炭素繊維が0.1〜5.0重量部の割合で、カーボンブラックが5〜30重量部の割合で、それぞれ配合せしめられてなるものであることが好ましい。このような配合割合を採用することによって、得られる機能層(20)、引いては導電性ロール(14)が、導電性のバラツキが少ない故にリーク電圧の発生が抑制されると共に耐久性に優れ、更に、硬度が低く抑えられることからトナーフィルミングの発生も有利に抑制し得るものとなり、特に現像ロールとして好適に用いられる得るものとなる。また、ポリマー成分としては、耐久性及び低硬度等の観点から、ウレタン系樹脂であることが好ましい。   Here, in the conductive roll of various structures including the conductive roll shown in FIG. 2, when forming the functional layer constituting this with the conductive composition of the present invention, as the conductive composition, The fine carbon fibers are blended at a ratio of 0.1 to 5.0 parts by weight and carbon black at a ratio of 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer component. Is preferred. By adopting such a blending ratio, the resulting functional layer (20), and hence the conductive roll (14), has less electrical conductivity variation, so that the occurrence of leakage voltage is suppressed and excellent durability. Furthermore, since the hardness can be kept low, the occurrence of toner filming can be advantageously suppressed, and particularly, it can be suitably used as a developing roll. The polymer component is preferably a urethane resin from the viewpoints of durability and low hardness.

なお、導電性ロール14は、従来より公知の各種手法に従って製造することが可能である。例えば、本発明の電子写真機器用導電性組成物に適量の有機溶媒を加えて液状材料として準備する一方、金属製の軸体の外周面に、射出成形等によってゴム材料等からなる弾性体層を形成する。その後、弾性体層の表面に、従来より公知のコーティング手法に従って、別途準備した液状材料をコーティングし、必要に応じて乾燥、加熱せしめることにより、図2に示す如き2層構造の導電性ロール14が得られるのである。   In addition, the electroconductive roll 14 can be manufactured according to conventionally well-known various methods. For example, while an appropriate amount of an organic solvent is added to the electrophotographic apparatus conductive composition of the present invention to prepare a liquid material, an elastic body layer made of a rubber material or the like is formed on the outer peripheral surface of a metal shaft body by injection molding or the like. Form. Thereafter, the surface of the elastic layer is coated with a separately prepared liquid material according to a conventionally known coating method, and is dried and heated as necessary, whereby a conductive roll 14 having a two-layer structure as shown in FIG. Is obtained.

以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上述した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。   Some examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention more specifically. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Needless to say. In addition to the following examples, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention other than the specific description described above. It should be understood that improvements can be made.

なお、導電性組成物を調製する際の分散方法としては、以下に示す何れかの方法を採用した。
・分散方法I:ビーズミル(ジルコニアビーズ:1mmを使用)と超音波分散機を用い て、循環分散を実施した。
・分散方法II:ビーズミル(ジルコニアビーズ:1mmを使用)を用いて、分散を実施 した。
・分散方法III :先ず、ビーズミル(ジルコニアビーズ:1mmを使用)を用いて分散 させた後、更に超音波分散機を用いて分散を実施した。
・分散方法IV:ジェットミルを用いて、分散を実施した。
・分散方法V:ビーズミル(ジルコニアビーズ:1mmと2mmを併用)を用いて、分 散を実施した。
In addition, as a dispersion method when preparing the conductive composition, any of the following methods was employed.
Dispersion method I: Circulating dispersion was performed using a bead mill (zirconia beads: 1 mm was used) and an ultrasonic disperser.
Dispersion method II: Dispersion was carried out using a bead mill (using zirconia beads: 1 mm).
-Dispersion method III: First, the particles were dispersed using a bead mill (using zirconia beads: 1 mm), and further dispersed using an ultrasonic disperser.
-Dispersion method IV: Dispersion was carried out using a jet mill.
-Dispersion method V: Dispersion was performed using a bead mill (zirconia beads: 1 mm and 2 mm in combination).

先ず、導電性組成物を調製するための各成分として、以下のものを準備した。尚、以下において、「比表面積」とは窒素吸着比表面積を意味するものである。
・微細炭素繊維A:Nanocyl 7000(商品名、平均直径:9.5nm)、Nanocyl 社製
・微細炭素繊維B:Ctube 100 (商品名、平均直径:10nm)、CNT社製
・微細炭素繊維C:VGCF(商品名、平均直径:150nm)、昭和電工株式会社製
・カーボンブラックa:Color Black FW18(商品名、比表面積:260m2 /g、
pH:4.5)、エボニック デグサ ジャパン株式会社製
・カーボンブラックb:Special Black 250 (商品名、比表面積:40m2 /g、
pH:3.1)、エボニック デグサ ジャパン株式会社製
・カーボンブラックc:Black Pearls 2000 (商品名、比表面積:1475m2 /g、 pH:9.7)、エボニック デグサ ジャパン株式会社製
・カーボンブラックd:#2350 (商品名、比表面積:320m2 /g、pH:2.5)、 三菱化学株式会社製
・カーボンブラックe:トーカブラック#4300 (商品名、比表面積:33m2 /g、
pH:5.0)、東海カーボン株式会社製
・カーボンブラックf:Color Black FW200 (商品名、比表面積:460m2 /g、
pH:2.5)、エボニック デグサ ジャパン株式会社製
・カーボンブラックg:トーカブラック#7400 (商品名、比表面積:85m2 /g、
pH:7.0)、東海カーボン株式会社製
・導電性酸化亜鉛:パゼットCK(商品名)、ハクスイテック株式会社
・ウレタン樹脂:ニッポラン5193(商品名)、日本ポリウレタン工業株式会社製
・ポリオール:PTMG1000(商品名)、三菱化学株式会社製
・イソシアネート硬化剤:コロネートL (商品名)、日本ポリウレタン工業株式会社製
・ポリアミドイミド樹脂:バイロマックスHR16NN(商品名)、東洋紡績株式会社製
First, the following were prepared as each component for preparing a conductive composition. In the following, “specific surface area” means a nitrogen adsorption specific surface area.
-Fine carbon fiber A: Nanocyl 7000 (trade name, average diameter: 9.5 nm), manufactured by Nanocyl-Fine carbon fiber B: Ctube 100 (trade name, average diameter: 10 nm), manufactured by CNT-Fine carbon fiber C: VGCF (trade name, average diameter: 150 nm), manufactured by Showa Denko KK ・ Carbon black a: Color Black FW18 (trade name, specific surface area: 260 m 2 / g,
pH: 4.5), manufactured by Evonik Degussa Japan Co., Ltd. Carbon black b: Special Black 250 (trade name, specific surface area: 40 m 2 / g,
pH: 3.1), manufactured by Evonik Degussa Japan Co., Ltd. • Carbon Black c: Black Pearls 2000 (trade name, specific surface area: 1475 m 2 / g, pH: 9.7), manufactured by Evonik Degussa Japan Co., Ltd. • Carbon Black d : # 2350 (trade name, specific surface area: 320m 2 /g,pH:2.5), Mitsubishi Chemical Co., Ltd. carbon black e: Toka black # 4300 (trade name, specific surface area: 33m 2 / g,
pH: 5.0), manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. Carbon black f: Color Black FW200 (trade name, specific surface area: 460 m 2 / g,
pH: 2.5), manufactured by Evonik Degussa Japan Co., Ltd. ・ Carbon black g: Talker black # 7400 (trade name, specific surface area: 85 m 2 / g,
pH: 7.0), manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. ・ Conductive zinc oxide: Pasette CK (trade name), Hakusuitec Co., Ltd. ・ Urethane resin: Nipponran 5193 (trade name), manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. ・ Polyol: PTMG1000 ( Product name), manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation ・ Isocyanate curing agent: Coronate L (trade name), manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. ・ Polyamideimide resin: Viromax HR16NN (trade name), manufactured by Toyobo Co., Ltd.

A.無端ベルトの作製及び評価
微細炭素繊維、カーボンブラック及びポリアミドイミド樹脂を、固形分比率が下記表1及び表2に示す割合となるような量的割合において、N−メチルピロリドン(NMP)に添加し、下記表1及び表2に示す分散手法にて分散することにより、液状の導電性組成物を11種類、準備した。得られた液状の導電性組成物を、PETフィルム上にバーコーターでコートし、コートされたPETフィルムを、オーブン内で常温〜300℃まで2時間かけて昇温した後、300℃で1時間、加熱処理を施すことにより、各々の導電性組成物からなる厚さ:90μmのフィルムを得た。得られたフィルムについて、以下に述べる手法に従って表面抵抗率を測定した。その結果を、下記表1及び表2に併せて示す。また、液状の導電性組成物中における微細炭素繊維単体の平均軸長、微細炭素繊維凝集体の最大径、及びカーボンブラックの最大径を測定及び算出し、これらについても下記表1及び表2に併せて示す。
A. Production and evaluation of endless belt Fine carbon fiber, carbon black and polyamideimide resin are added to N-methylpyrrolidone (NMP) in a quantitative ratio such that the solid content ratio is the ratio shown in Table 1 and Table 2 below. 11 types of liquid conductive compositions were prepared by dispersing by the dispersion method shown in Table 1 and Table 2 below. The obtained liquid conductive composition was coated on a PET film with a bar coater, and the coated PET film was heated in an oven from room temperature to 300 ° C. over 2 hours, and then at 300 ° C. for 1 hour. By performing the heat treatment, a film having a thickness of 90 μm made of each conductive composition was obtained. About the obtained film, the surface resistivity was measured according to the method described below. The results are shown in Table 1 and Table 2 below. In addition, the average axial length of the fine carbon fibers alone in the liquid conductive composition, the maximum diameter of the fine carbon fiber aggregates, and the maximum diameter of the carbon black were measured and calculated, and these are also shown in Tables 1 and 2 below. Also shown.

−表面抵抗率の測定−
三菱化学株式会社製のハイレスタUP(商品名、プローブ:リングプローブ(URS ))を用いて、試料上の任意の5点について表面抵抗率(Ω/□)を測定し、その平均値を表面抵抗率とした。
-Measurement of surface resistivity-
Using a Hiresta UP (trade name, probe: ring probe (URS)) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, the surface resistivity (Ω / □) is measured at any five points on the sample, and the average value is used as the surface resistance. Rate.

11種類の液状の導電性組成物を、別途準備した円筒形基体の表面に、特許第3855896号公報に記載の手法に従ってスプレーコーティングした。その後、円筒形基体ごと常温〜300℃まで2時間かけて昇温した後、300℃で1時間、加熱処理を施した。そして、コーティングにより設けた塗膜層と円筒形基体との間にエアーを吹き付けて円筒形基体を抜き取ることにより、図1に示す如き構造を呈する11種類の無端ベルト(ベルトNo.1〜11)を得た。得られたベルトについて、以下の試験及び評価を行なった。その結果を、下記表1及び表2に併せて示す。   Eleven types of liquid conductive compositions were spray-coated on the surface of a separately prepared cylindrical substrate according to the technique described in Japanese Patent No. 3855896. Then, after heating up from room temperature to 300 degreeC with a cylindrical base | substrate over 2 hours, heat processing were performed at 300 degreeC for 1 hour. And 11 types of endless belts (belts No. 1 to 11) having the structure as shown in FIG. 1 are blown out by blowing air between the coating layer provided by coating and the cylindrical substrate. Got. The obtained belt was subjected to the following tests and evaluations. The results are shown in Table 1 and Table 2 below.

−屈曲試験−
得られたベルトから所定の大きさに切り出したものを試料として用いて、JIS−P8115に準じて、東洋精機製作所製のFolding Endurancetester MIT-D (商品名)を用いて、荷重:9.8Nの条件下、MIT回数(耐屈曲性)を測定した。
-Bending test-
Using the obtained belt cut out to a predetermined size as a sample, according to JIS-P8115, using Folding Endurancetester MIT-D (trade name) manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, load: 9.8 N Under the conditions, the number of MITs (flexibility) was measured.

−リーク電圧の測定−
無端ベルトを、金属ロール(外径:30mm)に接触させた状態で、100mm/sの速さで回転させ、直流電流をステップ上に印加して、放電破壊が発生する電圧をリーク電圧とした。
−Measurement of leakage voltage−
In a state where the endless belt is in contact with a metal roll (outer diameter: 30 mm), it is rotated at a speed of 100 mm / s, a direct current is applied on the step, and a voltage at which discharge breakdown occurs is defined as a leakage voltage. .

−画像評価(白斑点画像の有無)−
無端ベルトを、実機(株式会社リコー製、商品名:イマジオMPC2500 )に中間転写ベルトとして組み込み、ベタ画像(黒)を印刷し、ベタ画像部における白斑点画像の有無を目視で観察した。白斑点画像が認められなかったものを○と、認められたものを×と評価した。
-Image evaluation (presence / absence of vitiligo image)-
The endless belt was incorporated as an intermediate transfer belt in an actual machine (product name: IMAGIO MPC2500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), a solid image (black) was printed, and the presence or absence of a white spot image in the solid image portion was visually observed. The case where no white spot image was recognized was evaluated as “◯”, and the case where it was recognized was evaluated as “×”.

−耐久性の評価−
直径:13mmの金属製ロールを2本、準備し、それら2本の金属製ロールの間に無端ベルトを張架した状態で、一方の金属製ロールをテーブル上に固定した。次いで、テーブルに固定していない他方の金属製ロールをテーブルの端部に配置し、この金属製ロールの両端に各2kgのおもりを吊り下げ(総荷重:4kg)、ラボ環境(25℃×40%RH)下で、無端ベルトを回転駆動させた。そして、無端ベルトに亀裂が確認されるまでの累積回転数を測定した。累積回転数が300000回転以上のものは○と、300000回転未満のものは×と評価した。
-Evaluation of durability-
Two metal rolls having a diameter of 13 mm were prepared, and one metal roll was fixed on the table in a state where an endless belt was stretched between the two metal rolls. Next, the other metal roll not fixed to the table is placed at the end of the table, and a weight of 2 kg is suspended from both ends of this metal roll (total load: 4 kg), and the laboratory environment (25 ° C. × 40 % RH), the endless belt was driven to rotate. And the accumulated rotation speed until a crack was confirmed in an endless belt was measured. Those with a cumulative rotational speed of 300000 revolutions or more were evaluated as ◯, and those with a cumulative rotational speed of less than 300000 revolutions were evaluated as ×.

Figure 2011197596
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Figure 2011197596
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かかる表1及び表2の結果からも明らかなように、本発明に従う導電性組成物を用いて作製された無端ベルト(ベルトNo.1〜4)にあっては、リーク電圧が高く、また中間転写ベルトとして使用した際に良好なベタ画像が得られたことから、導電性のバラツキが少ないものであることが認められ、更には耐久性にも優れていることが認められたのである。   As is clear from the results in Tables 1 and 2, the endless belts (belt Nos. 1 to 4) produced using the conductive composition according to the present invention have a high leakage voltage and a medium. Since a good solid image was obtained when used as a transfer belt, it was recognized that there was little variation in conductivity, and it was also recognized that the durability was excellent.

B.導電性ロールの作製及び評価
先ず、微細炭素繊維、カーボンブラック又は導電性酸化亜鉛、及びウレタン樹脂の所定量を、メチルエチルケトン(MEK)に添加し、下記表3及び表4に示す分散手法にて分散することにより、18種類の分散液を準備した。得られた分散液と、ポリオールと、イソシアネート硬化剤とを用いて、各成分の固形分比率が表3及び表4に示す割合となるような液状の導電性組成物を18種類、調製した。得られた液状の導電性組成物を、PETフィルム上にバーコーターでコートし、コートされたPETフィルムを加熱することにより、各々の導電性組成物からなる厚さ:40μmのフィルムを得た。得られたフィルムについて、表面抵抗率、マルテンス硬度及びクリープ率を測定した。その結果を、下記表3及び表4に併せて示す。また、液状の導電性組成物中における微細炭素繊維単体の平均軸長、微細炭素繊維凝集体の最大径、及びカーボンブラックの最大径を測定及び算出し、これらについても下記表3及び表4に併せて示す。
B. Production and Evaluation of Conductive Roll First, a predetermined amount of fine carbon fiber, carbon black or conductive zinc oxide, and urethane resin is added to methyl ethyl ketone (MEK), and dispersed by the dispersion method shown in Table 3 and Table 4 below. By doing so, 18 types of dispersion liquids were prepared. Using the obtained dispersion, polyol, and isocyanate curing agent, 18 types of liquid conductive compositions were prepared so that the solid content ratio of each component was the ratio shown in Tables 3 and 4. The obtained liquid conductive composition was coated on a PET film with a bar coater, and the coated PET film was heated to obtain a film having a thickness of 40 μm made of each conductive composition. About the obtained film, surface resistivity, Martens hardness, and creep rate were measured. The results are also shown in Tables 3 and 4 below. In addition, the average axial length of the fine carbon fibers alone in the liquid conductive composition, the maximum diameter of the fine carbon fiber aggregates, and the maximum diameter of the carbon black were measured and calculated, and these are also shown in Tables 3 and 4 below. Also shown.

−マルテンス硬度の測定−
ISO 14577に準じて、微小硬度計(株式会社フィッシャー・インストルメンツ製、商品名:H100)を用いて、1mN圧縮したときのマルテンス硬度(N/mm2 )を測定した。
-Measurement of Martens hardness-
In accordance with ISO 14577, the Martens hardness (N / mm 2 ) when compressed by 1 mN was measured using a micro hardness meter (manufactured by Fischer Instruments Co., Ltd., trade name: H100).

−クリープ率−
ISO 14577に準じて、上記微小硬度計を用いて、1mN圧縮時の押込み仕事の弾性部分:[ηIT]を測定し、下記式よりクリープ率を算出した。
クリープ率(%)=100−[ηIT]
-Creep rate-
According to ISO 14577, the above-mentioned microhardness meter was used to measure the elastic part of the indentation work at the time of 1 mN compression: [ηIT], and the creep rate was calculated from the following formula.
Creep rate (%) = 100− [ηIT]

導電性ロールを作製するに当たり、先ず、SUS304製の軸体(芯金、直径:10mm)をセットした射出成形用金型内に、カーボンブラックを添加したシリコーンゴム(信越化学工業株式会社製、商品名:KE1350AB)を注型し、150℃×45分の条件で加熱した後、脱型して、軸体の外周面上に弾性体層が設けられてなるベースロールを作製した。次いで、この弾性体層の表面に、液状の導電性組成物をロールコーティング法に従って塗布し、乾燥させて表層を形成することにより、2層構造を呈する導電性ロール(図2を参照)を18種類、作製した(ロールNo.1〜18)。各導電性ロールにおいて、弾性体層の厚さは3mmで、表層の厚さは10μmであった。得られた導電性ロールについて、以下の試験及び評価を行なった。その結果を、下記表3及び表4に併せて示す。   In producing a conductive roll, first, a silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., manufactured by adding carbon black into an injection mold having a shaft body (core metal, diameter: 10 mm) made of SUS304. Name: KE1350AB) was cast, heated under the conditions of 150 ° C. × 45 minutes, and then demolded to prepare a base roll having an elastic layer provided on the outer peripheral surface of the shaft. Next, a liquid conductive composition is applied to the surface of the elastic body layer according to a roll coating method and dried to form a surface layer, thereby forming 18 conductive rolls having a two-layer structure (see FIG. 2). Kind and produced (Roll No. 1-18). In each conductive roll, the thickness of the elastic layer was 3 mm, and the thickness of the surface layer was 10 μm. About the obtained electroconductive roll, the following tests and evaluation were performed. The results are also shown in Tables 3 and 4 below.

−リーク電圧の測定−
導電性ロールを、金属ロール(外径:30mm)に接触させ、導電性ロールの両端に0.5kgずつの荷重をかけた状態で、20rpmで回転させる。その状態で直流電流をステップ上に印加して、放電破壊が発生する電圧をリーク電圧とした。
−Measurement of leakage voltage−
The conductive roll is brought into contact with a metal roll (outer diameter: 30 mm) and rotated at 20 rpm with a load of 0.5 kg applied to both ends of the conductive roll. In this state, a direct current was applied on the step, and a voltage at which discharge breakdown occurred was defined as a leakage voltage.

−濃淡ムラの評価−
導電性ロールを、カラーレーザープリンタ(キヤノン株式会社製、商品名:LBP-2510)に現像ロールとして組み込み、10℃×10%RHの環境下でハーフトーンのベタ画像を出力し、画像における濃度のムラと白斑点抜けの有無を評価した。画像ムラや白斑点抜けが認められないものを○と、画像ムラ等が認められるものの許容範囲内であるものを△と、著しい画像ムラ等が認められるものを×と評価した。
-Evaluation of light and shade unevenness-
A conductive roll is incorporated into a color laser printer (product name: LBP-2510, manufactured by Canon Inc.) as a developing roll, and a halftone solid image is output in an environment of 10 ° C. × 10% RH. The presence or absence of unevenness and white spots was evaluated. A case where no image unevenness or white spot omission was observed was evaluated as ◯, a case where image unevenness or the like was observed was within an allowable range, and a case where remarkable image unevenness was observed was evaluated as ×.

−耐トナーフィルミング性の評価−
導電性ロールを上記カラーレーザープリンタに現像ロールとして組み込み、32.5℃×85%RHの環境下で通紙20000枚(A4サイズ)の画像出しを行なった。その後、プリンタから現像ロールを取り出し、ロール表面の固着していないトナーをエアーブローにて取り除いた後、ロール表面に固着しているトナー層の厚さを測定した。尚、トナー層の厚さの測定は、ロールを厚さ方向に切断し、その切断面を電子顕微鏡(株式会社キーエンス製、商品名:VK-9510 )で観察することにより行なった。測定したトナー層の厚さが0.5μm以下のものは○と、0.5μmを超え1.0μm以下のもの△と、1.0μmを超えるものは×と評価した。各導電性ロールについての評価結果を、「耐トナーフィルミング性」として下記表3及び表4に併せて示す。
-Evaluation of toner filming resistance-
A conductive roll was incorporated in the color laser printer as a developing roll, and 20000 sheets (A4 size) of images were passed under an environment of 32.5 ° C. × 85% RH. Thereafter, the developing roll was taken out from the printer, the toner not fixed on the roll surface was removed by air blow, and the thickness of the toner layer fixed on the roll surface was measured. The thickness of the toner layer was measured by cutting the roll in the thickness direction and observing the cut surface with an electron microscope (manufactured by Keyence Corporation, trade name: VK-9510). When the measured toner layer thickness was 0.5 μm or less, the evaluation was “◯”, “Δ” exceeding 0.5 μm and 1.0 μm or less, and “X” when exceeding 1.0 μm. The evaluation results for the respective conductive rolls are shown in Tables 3 and 4 below as “toner filming resistance”.

−セットすじの有無の評価−
導電性ロールを上記カラーレーザープリンタに現像ロールとして組み込み、10℃×10%RHの環境下で1ヶ月、放置し、その後、画像出しを行なった。得られた画像について、導電性ロール(現像ロール)の軸方向に対応するすじの有無を目視で観察した。すじが認められないものを○と、すじが認められるものを×と評価した。各導電性ロールについての評価結果を、「セットすじの有無」として下記表3及び表4に併せて示す。
−Evaluation of presence / absence of set lines−
A conductive roll was incorporated into the color laser printer as a developing roll, and was allowed to stand for 1 month in an environment of 10 ° C. × 10% RH, and then imaged. About the obtained image, the presence or absence of the stripe corresponding to the axial direction of an electroconductive roll (development roll) was observed visually. The case where a streak was not recognized was evaluated as ○, and the case where a streak was recognized was evaluated as ×. The evaluation results for each conductive roll are shown in the following Tables 3 and 4 as “presence / absence of set streaks”.

Figure 2011197596
Figure 2011197596

Figure 2011197596
Figure 2011197596

かかる表3及び表4の結果からも明らかなように、本発明に従う導電性組成物を用いて作製された導電性ロールのうち、特にカーボンブラックの配合割合を3〜30重量部としたもの(ロールNo.1〜6、8、9)にあっては、リーク電圧が高く、また現像ロールとして使用した際に得られた画像に著しい濃淡ムラは認められないこと等から、導電性のバラツキが少ないものであることが認められた。また、導電性ロール(ロールNo.1〜6、8、9)は、その表面が充分に低硬度なものであって耐トナーフィルミング性に優れ、更には、セットすじも認められないことから耐久性にも優れていることが、確認されたのである。   As is apparent from the results of Tables 3 and 4, among the conductive rolls produced using the conductive composition according to the present invention, the blending ratio of carbon black is particularly 3 to 30 parts by weight ( In rolls No. 1-6, 8, 9), the leakage voltage is high, and since there is no significant shading unevenness in the image obtained when used as a developing roll, there are variations in conductivity. It was found that there were few. Also, the conductive rolls (roll Nos. 1-6, 8, 9) have sufficiently low surface hardness, excellent toner filming resistance, and no set streaks. It was confirmed that it was excellent in durability.

10 電子写真機器用無端ベルト 12 機能層
14 電子写真機器用導電性ロール 16 軸体
18 弾性体層 20 表層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Endless belt for electrophotographic equipment 12 Functional layer 14 Conductive roll for electrophotographic equipment 16 Shaft body 18 Elastic body layer 20 Surface layer

Claims (5)

ポリマー成分に、単体の平均直径が50nm以下である微細炭素繊維と、窒素吸着比表面積が300m2 /g以下であり且つpHが4.5以下であるカーボンブラックとが配合されてなる導電性組成物にして、
前記微細炭素繊維は、単体及び凝集体が混在した状態にて分散しており、該単体の平均軸長は5.0μm以下であり、且つ該凝集体の最大径は1.0μm以下であると共に、前記カーボンブラックは、最大径が400nm以下の状態にて分散していることを特徴とする電子写真機器用導電性組成物。
A conductive composition comprising a polymer component and fine carbon fibers having an average diameter of 50 nm or less and carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 300 m 2 / g or less and a pH of 4.5 or less. Stuff
The fine carbon fibers are dispersed in a state where a simple substance and an aggregate are mixed, the average axial length of the simple substance is 5.0 μm or less, and the maximum diameter of the aggregate is 1.0 μm or less. The conductive composition for electrophotographic equipment, wherein the carbon black is dispersed in a state where the maximum diameter is 400 nm or less.
請求項1に記載の電子写真機器用導電性組成物を用いて形成された機能層を有する電子写真機器用無端ベルトにして、前記ポリマー成分の100重量部に対して、前記微細炭素繊維が0.4〜5.0重量部の割合で、前記カーボンブラックが3〜30重量部の割合で配合せしめられていることを特徴とする電子写真機器用無端ベルト。   An endless belt for an electrophotographic apparatus having a functional layer formed using the electroconductive composition for an electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein the fine carbon fiber is 0 with respect to 100 parts by weight of the polymer component. An endless belt for an electrophotographic apparatus, wherein the carbon black is blended at a ratio of 4 to 5.0 parts by weight at a ratio of 3 to 30 parts by weight. 前記ポリマー成分がポリアミドイミド系樹脂である請求項2に記載の電子写真機器用無端ベルト。   The endless belt for an electrophotographic apparatus according to claim 2, wherein the polymer component is a polyamide-imide resin. 請求項1に記載の電子写真機器用導電性組成物を用いて形成された機能層を有する電子写真機器用導電性ロールにして、前記ポリマー成分の100重量部に対して、前記微細炭素繊維が0.1〜5.0重量部の割合で、前記カーボンブラックが5〜30重量部の割合で配合せしめられていることを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。   The electroconductive roll for electrophotographic equipment having a functional layer formed using the electroconductive composition for electrophotographic equipment according to claim 1, wherein the fine carbon fiber is contained in 100 parts by weight of the polymer component. A conductive roll for electrophotographic equipment, wherein the carbon black is blended at a ratio of 0.1 to 5.0 parts by weight at a ratio of 5 to 30 parts by weight. 前記ポリマー成分がウレタン系樹脂である請求項4に記載の電子写真機器用導電性ロール。
The electroconductive roll for electrophotographic equipment according to claim 4, wherein the polymer component is a urethane resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020175331A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-03 日本ゼオン株式会社 Fluorine-containing elastomer composition, fluorine rubber molded article, method for producing fluorine-containing elastomer solution, and method for producing fluorine-containing elastomer composition

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