JP3617383B2

JP3617383B2 - Conductive composition

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Publication number: JP3617383B2
Application number: JP24505299A
Authority: JP
Inventors: 昭二有村; 均吉川; 明彦加地; 憲一大鍬
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP2001064345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ロール、導電性ベルト、層形成ブレード、ブレード部材、定着ベルト等の導電部材に用いられる導電性組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機，プリンター，ファクシミリ等の電子写真装置に用いられる、現像ロール，帯電ロール，転写ロール等の導電性ロールの最外層形成材料としては、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（以下、「ＴＰＵ」と略す）をアミノ樹脂で架橋したものが用いられている（特開平７−５４８３６号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の導電性ロールは、最外層形成材料としてＴＰＵを用いているため、トナー帯電性が不足して、初期画像に劣るという難点がある。また、上記ＴＰＵは摩擦係数が比較的大きいため、熱的、物理的にトナーが導電性ロールの表面に付着しやすく、トナーフィルミングが生じやすいという難点もある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、例えば、導電性ロールの最外層形成材料として用いた場合、優れたトナー帯電性を備え、トナーフィルミングの発生を防止することができ、優れた画質を得ることができる導電性組成物の提供をその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の導電性組成物は、下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有するという構成をとる。
（Ａ）分子構造中にシロキサン結合を有し、両末端に水酸基またはアミノ基を有する直鎖状化合物。
（Ｂ）二官能性イソシアネート。
（Ｃ）鎖延長剤。
（Ｄ）アミノ樹脂。
（Ｅ）下記の特性（ａ）を有する三官能性イソシアネート。
（ａ）（Ａ）〜（Ｃ）成分からなるシリコーンポリマーと（Ｄ）成分とを共架橋する。
【０００６】
すなわち、本発明者らは、例えば、導電性ロールの最外層形成材料として用いた場合、優れたトナー帯電性を備え、トナーフィルミングの発生を防止することができ、優れた画質を得ることができる導電性組成物を得るため鋭意研究を重ねた。その結果、従来のＴＰＵに代えて、分子構造中にシロキサン結合を有し、両末端に水酸基またはアミノ基を有する直鎖状化合物（Ａ成分）、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）、鎖延長剤（Ｃ成分）、アミノ樹脂（Ｄ成分）および特定の特性を有する三官能性イソシアネート（Ｅ成分）を含有する組成物を用いると、長期にわたって安定したトナー帯電性を得ることができるとともに、導電性ロールの摩擦係数が低下しトナー付着が低減するため、トナーフィルミングを防止することができ、画質の向上を図ることができることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
また、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）、鎖延長剤（Ｃ成分）、アミノ樹脂（Ｄ成分）および特定の特性を有する三官能性イソシアネート（Ｅ成分）に加えて、導電剤をさらに含有する導電性組成物は、導電性のさらなる向上を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【０００９】
本発明の導電性組成物は、分子構造中にシロキサン結合を有し、両末端に水酸基またはアミノ基を有する直鎖状化合物（Ａ成分）と、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）と、鎖延長剤（Ｃ成分）と、アミノ樹脂（Ｄ成分）と、特定の特性を有する三官能性イソシアネート（Ｅ成分）とを用いて得ることができる。
【００１０】
上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）は、分子構造中にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ結合）を有し、両末端に水酸基またはアミノ基を有するものであり、両末端の水酸基またはアミノ基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
【００１１】
上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）としては、例えば、下記の一般式（１）で表される化合物があげられる。
【００１２】
【化１】
【００１３】
上記一般式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²で表される炭素数１〜２０のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基、ドデシレン基等があげられる。
【００１４】
上記一般式（１）で表される化合物のなかでも、両末端のＸがいずれも水酸基である、ポリジメチルシロキサンジカルビノールが好適に用いられる。
【００１５】
また、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）としては、上記一般式（１）におけるメチル基の少なくとも一部を特定の置換基で置換した化合物を用いることもできる。上記特定の置換基としては、例えば、炭素数２〜３０のアルキル基、ハロアルキル基、シアノアルキル基、アリルアルキル基、ビニル基、アクリル基等のアルケニル基、アリル基、アルキルアリル基、アルケニルアリル基、ハロアリル基、水素原子、ハロゲン原子等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１６】
上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）は、数平均分子量が５００〜１００００の範囲のものが好ましく、特に好ましくは１０００〜６０００である。また、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）中のシロキサン結合の含有率は、５〜９０重量％が好ましく、特に好ましくは２０〜６０重量％である。
【００１７】
上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）とともに用いられる二官能性イソシアネート（Ｂ成分）としては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）〔２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩの混合物を含む〕、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水素化ＭＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３′−ジメチル−４，４′−ビフェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、水素化キシリレンジイソシアネート（ＨＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）〔２，２，４−ＴＭＤＩと２，４，４−ＴＭＤＩの混合物〕、エチリデンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，４−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイソシアネート、ジクロロヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシル−４，４′−ジイソシアネート、１−メチル−２，４−ジイソシアナトシクロヘキサン、１−メチル−２，６−ジイソシアナトシクロヘキサン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１８】
上記二官能性イソシアネート（Ｂ成分）の配合割合は、前記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）１００重量部（以下「部」と略す）に対して、５〜４０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１０〜２５部である。
【００１９】
前記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられる鎖延長剤（Ｃ成分）としては、一般に分子量３００未満の一分子内に二個以上の活性水素を有する化合物があげられ、具体的には、ジオール類、ジアミン類、アミノアルコール類等が用いられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２０】
上記ジオール類としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、ビスフェノールＡまたはこれらのアルキレンオキサイド付加物や、グリセリン、トリメチロールプロパン等があげられる。なお、上記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、スチレンオキサイド等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２１】
前記ジアミン類としては、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ポリオキシプロピレンジアミン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン等の脂肪族ジアミンや、メタキシレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、４，４′−メチレンビス（２−クロルアニリン）、１，５−ナフチレンジアミン等の芳香族ジアミン等があげられる。
【００２２】
前記アミノアルコール類としては、例えば、エタノールアミン、プロパノールアミン、ε−アミノヘキサノールや、メチルジエタノールアミン、メチルジイソプロパノールアミン、エチルジエタノールアミンまたはこれらのアルキレンオキサイド付加物等のＮ−アルキルジアルカノールアミンや、フェニルジエタノールアミン、ｍ−トリルジエタノールアミンまたはこれらのアルキレンオキサイド付加物等のＮ−アリールジアルカノールアミン等があげられる。
【００２３】
上記鎖延長剤（Ｃ成分）の配合割合は、前記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）１００部に対して、１〜２０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２〜１５部である。
【００２４】
なお、本発明の導電性組成物には、汎用のポリオールを配合することができる。上記ポリオールとしては、前記鎖延長剤（Ｃ成分）として用いられるジオール類よりも高分子量のものが用いられ、好ましくは分子量３００〜１００００の範囲のものが用いられる。このようなポリオールを用いることにより、塗膜強度の向上、タック性、柔軟性の制御が可能になる。
【００２５】
上記ポリオールとしては、例えば、ポリオキシアルキレン系（ポリエーテル系）ポリオール、ポリエステル系ポリオール、α−オレフィン系ポリオール等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２６】
上記ポリオキシアルキレン系（ポリエーテル系）ポリオールとしては、例えば、ポリオキシエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体等があげられる。
【００２７】
上記ポリエステル系ポリオールとしては、例えば、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペート、エチレンアジペートとブチレンアジペートとの共重合体、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ炭酸エステル（ＰＣＤ）、ダイマー酸エステル、セパテン酸エステル等があげられる。
【００２８】
上記ポリオールの配合割合は、前記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）１００部に対して、５〜５０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１０〜２０部である。
【００２９】
また、上記触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）等があげられる。
【００３０】
そして、前記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）と二官能性イソシアネート（Ｂ成分）とを配合し、反応（８０〜１２０℃×１〜５時間）を行い、粘度の安定したところで取り出すことにより、シリコーン変性ウレタンプレポリマーを作製する。ついで、このプレポリマーに前記鎖延長剤（Ｃ成分）および必要に応じてその他の成分を配合して、反応（８０〜１２０℃×１〜５時間）を行い、これを溶剤に溶解することによって、特殊なシリコーン変性ウレタンポリマーを得ることができる。
【００３１】
上記Ａ〜Ｃ成分の配合比率は、Ａ，Ｃ成分中のＯＨ基の合計量と、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）中のＮＣＯ基量とが当量になるよう設定するのが好ましい。
【００３２】
また、上記溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、酢酸エチル等があげられる。
【００３３】
上記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられるアミノ樹脂（Ｄ成分）は、ユリア，メラミン，ベンゾグアナミン，アニリン等のアミノ基（−ＮＨ₂）を持った化合物にホルムアルデヒドを付加縮合反応させて得られる熱可塑性樹脂の総称であり、具体的には、ユリア樹脂，メラミン樹脂，メチロールメラミン樹脂，ベンゾグアナミン樹脂，アニリン樹脂，アセトグアナミン樹脂，ホルムグアナミン樹脂，メチロールグアナミン樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらの中でもトナー帯電性に優れる点で、ユリア樹脂，メラミン樹脂，ベンゾグアナミン樹脂が好適に用いられる。また、上記アミノ樹脂（Ｄ成分）の分子量は、２００〜４，０００の範囲が好ましく、特に好ましくは３００〜２，５００の範囲である。
【００３４】
上記アミノ樹脂（Ｄ成分）の配合量は、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）１００部に対して３〜５０部の範囲が好ましく、特に好ましくは、１０〜４０部である。すなわち、上記アミノ樹脂（Ｄ成分）の配合量が３部未満であると上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）を充分に架橋することができないためトナー帯電性に劣る傾向がみられ、逆に５０部を超えると表面硬度が高くなりすぎ、塗膜が割れたり削れやすくなるからである。
【００３５】
なお、本発明の導電性組成物には、Ａ成分の直鎖状化合物（Ａ〜Ｃ成分からなるシリコーンポリマー）およびアミノ樹脂（Ｄ成分）の双方を架橋させるために、三官能性イソシアネート（Ｅ成分）が配合される。
【００３６】
上記三官能性イソシアネートとしては、例えば、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニール）チオホスフェート、リジンエステルトリイソシアネート、１，６，１１−ウンデカントリイソシアネート、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、カルボジイミド変性ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、クルードＭＤＩ等のアダクト体やビューレット体等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００３７】
上記三官能性イソシアネート（Ｅ成分）の配合割合は、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）およびアミノ樹脂（Ｄ成分）の合計量１００部に対して、５〜１００部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１０〜８０部である。
【００３８】
また、本発明の導電性組成物には、前記各成分の他に、導電剤を配合することができる。上記導電剤としては、例えば、ｃ−ＴｉＯ₂、ｃ−ＺｎＯ、カーボンブラック、ｃ−ＳｎＯ₂、酸化鉄、グラファイト、チタン酸カリウム、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、リチウム塩等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。なお、上記「ｃ−」とは導電性を有することを意味する。
【００３９】
上記導電剤の配合割合は、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）１００部に対して、０．０１〜２５０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは０．１〜１７０部である。
【００４０】
さらにまた、本発明の導電性組成物には、前記各成分の他に、帯電制御剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収剤、補強剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、難燃剤、オイル等を必要に応じて適宜に配合することができる。
【００４１】
上記帯電制御剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、アジン系（ニグロシン系）アゾ化合物、オキシナフトエ酸系金属錯体、サリチル酸系金属錯体、界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノニオン系）等があげられる。また、上記充填剤としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、マイカ等の無機物等があげられる。
【００４２】
本発明の導電性組成物における、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）とアミノ樹脂（Ｄ成分）との態様としては、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）がアミノ樹脂（Ｄ成分）で架橋されている場合（第１の態様）、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）およびアミノ樹脂（Ｄ成分）の双方が硬化剤により架橋されている場合（第２の態様）、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）とアミノ樹脂（Ｄ成分）が海−島構造をとる場合（第３の態様）等があげられるが、本発明では、主に、上記第２の態様をとる。
【００４３】
上記第２の態様において、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）およびアミノ樹脂（Ｄ成分）の双方を硬化剤で架橋する場合の架橋条件としては、１３０〜２２０℃×２０〜９０分が好ましく、特に好ましくは１５０〜１８０℃×３０〜６０分である。
【００４４】
また、上記第３の態様において、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）およびアミノ樹脂（Ｄ成分）のいずれが海であっても、島であっても特に限定はされないが、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）が海で、アミノ樹脂（Ｄ成分）が島である場合が好ましい。なお、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）およびアミノ樹脂（Ｄ成分）のいずれか一方を粉砕したものを、他方に分散させたものであってもよい。
【００４５】
本発明の導電性組成物は、例えば、現像ロール，帯電ロール，転写ロール，定着ロール，転写ロール等の導電性ロール、導電性ベルト、層形成ブレード、ブレード部材、定着ベルト等の導電部材に好適に用いられる。なかでも、現像ロールの最外層形成材料として用いるのが特に好ましい。
【００４６】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４７】
【実施例１】
〔中間層形成材料の調製〕
Ｈ−ＮＢＲ１００部と、ステアリン酸０．５部と、亜鉛華（ＺｎＯ）５部と、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）４０部と、架橋促進剤ＢＺを１部と、架橋促進剤ＣＺを２部と、硫黄１部とを混練した後、これを有機溶剤に分散させて中間層形成材料（コーティング液）を調製した。
【００４８】
〔最外層形成材料の調製〕
まず、直鎖状化合物（Ａ成分）として、下記の式（２）で表される、シリコーンジオール（Ｘ２２−１６０ＡＳ、信越シリコーン社製〔分子量１，０００〕）１００部と、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）としてＭＤＩ（コスモネートＰＨ、コスモ石油社製）３７．５部と、鎖延長剤（Ｃ成分）として１，４−ブタンジオール３．９部と、触媒であるジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）０．００５部とを配合し、前述の方法に従い、分子構造中にウレタン結合を有するシリコーンポリマーを調製した。ついで、この特定のシリコーンポリマーに、アミノ樹脂（Ｄ成分）であるブチル化メラミン樹脂（スーパーベッカミンＪ−８２０−６０、大日本インキ化学工業社製）１０部と、硬化剤である三官能性イソシアネート（バーノックＤＮ９５５、大日本インキ化学工業社製）１０部と、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１５部とを配合し、これを有機溶剤に分散させて導電性組成物（コーティング液）を調製した。
【００４９】
【化２】
【００５０】
〔現像ロールの作製〕
軸体となる芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした金型内に、最内層形成材料として導電性シリコーンゴム（Ｘ３４−２６４Ａ／Ｂ、信越シリコーン社製）を充填した後、所定の条件で加熱架橋を行った。その後、脱型して、軸体の外周面に沿って最内層が形成されたベースロールを作製した。ついで、上記最内層の外周面に、上記中間層形成材料（コーティング液）を塗布して中間層を形成した。さらに、上記中間層の外周面に沿って上記最外層形成材料である導電性組成物（コーティング液）を塗布した後、１５０℃×６０分の条件で加熱架橋を行い、上記Ａ成分の特定の直鎖状化合物（シリコーンポリマー）およびアミノ樹脂（Ｄ成分）の双方が硬化剤により架橋されてなる最外層を形成した。このようにして、最内層の外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に最外層が形成された３層構造の現像ロールを作製した。なお、最内層の厚みは５ｍｍで、中間層の厚みは２０μｍで、最外層の厚みは２５μｍであった。また、最内層の電気抵抗は８×１０⁴Ωで、硬度（Ｈｓ：ＪＩＳＡ）は３５であった。そして中間層の電気抵抗は８×１０⁴Ωで、硬度（Ｈｓ：ＪＩＳＡ）は７３であった。なお、上記各層の電気抵抗はＳＲＩＳ２３０４に準じて測定した。
【００５１】
【実施例２】
まず、直鎖状化合物（Ａ成分）として、シリコーンジオール（Ｘ２２−１６０ＡＳ、信越シリコーン社製〔分子量１，０００〕）１００部と、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）としてＭＤＩ（コスモネートＰＨ、コスモ石油社製）３７．５部と、鎖延長剤（Ｃ成分）として１，４−ブタンジオール３．９部と、触媒であるハイドロキノンジエーテル（ＢＨＥＢ）８．８７部とを配合し、前述の方法に従い、分子構造中にウレタン結合を有するシリコーンポリマーを調製した。ついで、この特定のシリコーンポリマーに、アミノ樹脂（Ｄ成分）であるメチルメラミン樹脂（サイメル３２５、三井サイテック社製）１２部と、硬化剤である三官能性イソシアネート（バーノックＤＮ９５５、大日本インキ化学工業社製）１０部と、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１５部とを配合し、上記実施例１と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を塗布した後、１５０℃×６０分の条件で加熱架橋を行い、上記Ａ成分の特定の直鎖状化合物およびアミノ樹脂（Ｄ成分）の双方が硬化剤により架橋されてなる最外層を形成する以外は実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５２】
【比較例１】
エステル系ＴＰＵ（タケラックＴ−１０４０、武田薬品工業社製）１００部と、カーボンブラック（デンカブラック、電気化学工業社製）４０部と、シリカ（ニップシールＥ−１５０Ｋ、日本シリカ社製）２０部と、アミノ樹脂であるブチル化メラミン樹脂（スーパーベッカミンＪ−８２０−６０、大日本インキ化学工業社製）１０部とを用い、前記と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５３】
【比較例２】
エステル系ＴＰＵ（タケラックＴ−１０４０、武田薬品工業社製）１００部と、カーボンブラック（デンカブラック、電気化学工業社製）４０部と、アミノ樹脂であるブチル化メラミン樹脂（スーパーベッカミンＪ−８２０−６０、大日本インキ化学工業社製）１０部とを用い、前記と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５４】
【比較例３】
エステル系ＴＰＵ（タケラックＴ−１０４０、武田薬品工業社製）１００部と、カーボンブラック（デンカブラック、電気化学工業社製）４０部と、シリカ（ニップシールＥ−１５０Ｋ、日本シリカ社製）２０部と、アミノ樹脂であるベンゾグアナミン樹脂（スーパーベッカミンＴＤ−１２６、大日本インキ化学工業社製）１０部とを用い、前記と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５５】
このようにして得られた実施例品および比較例品の現像ロールを用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表１および表２に併せて示した。
【００５６】
〔ロールの電気抵抗〕
現像ロールの電気抵抗を、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、印加電圧と電流を測定することにより求めた。すなわち、図１（Ａ）に示す形状の電極１１を、図１（Ｂ）に示すロール１０表面上に２０箇所形成し、図１（Ｂ）に示す測定系により測定した。図において、１１ａは主電極、１１ｂはガード電極である。そして、実施例および比較例における電気抵抗は２０箇所の測定値の中央値である。なお、印加電圧は１００Ｖとした。
【００５７】
〔摩擦係数〕
摩擦係数は、図２に示すような、静動摩擦係数計（協和界面科学社製）を用いて測定した。すなわち、現像ロールの最外層形成材料となる樹脂組成物を用いて、厚み５０〜１００μｍの塗膜２１を作製し、これを固定台２２の上にセットし、移動速度０．３ｃｍ／秒、荷重１００ｇの条件下で測定した。なお、図において、２３は鋼球（直径３ｍｍ）、２４は零点調整用天秤、２５はロードセル、２６は荷重（１００ｇ）を示す。
【００５８】
〔トナー帯電性〕
トナー帯電性は、現像ロールにおける帯電量を２０℃×５０％ＲＨの条件下においてつぎのようにして測定した。すなわち、図３に示すように、現像ロール３０表面上に現像剤（トナー）３２層を形成し、吸引ポンプ３３により上記現像剤３２を吸引しファラデーケージ３４を用いて測定した（ファラデーケージ法）。なお、図において、３５はフィルター、３６は絶縁体パイプ、３７は電位計、３８，３９は導体で互いに分離している。
【００５９】
〔ロール回転トルク〕
固定された感光体に現像ロールを押圧接触し、現像ロールをトルクモータで回転させ、その動き始めの電流値を測定した。なお、上記現像ロールを感光体に押圧接触させる際の圧力は、現像ロールの接触部が径方向に０．３ｍｍ凹む程度の圧力に設定した。そして、得られた測定値をトルクに換算し、その算出値が常に３ｋｇｆ−ｃｍ未満を示す場合を○、３ｋｇｆ−ｃｍ未満を示すが初期等に３ｋｇｆ−ｃｍ以上を示す場合を△、常に３ｋｇｆ−ｃｍ以上を示す場合を×として表示した。
【００６０】
〔複写画質〕
上記現像ロールを電子写真複写機に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの条件下において画像出しを行った。そして、べた黒画像において濃度が充分（マクベス濃度１．４以上）で画像むらや白斑点ぬけの無いものを○、べた黒画像において濃度不充分（マクベス濃度１．４未満）、画像むら、白斑点のいずれか一つでも発生したものを×として表示した。
【００６１】
〔耐久複写画質〕
上記現像ロールを電子写真複写機に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの条件下において画像出しを行った。そして、５千枚複写した後、べた黒画像において濃度が充分（マクベス濃度１．４以上）で画像むらや白斑点ぬけの無いものを○、濃度不充分（マクベス濃度１．４未満）、画像むら、白斑点のいずれか一つでも発生したものを×として表示した。
【００６２】
〔トナーフィルミング〕
現像ロール表面に現像剤（トナー）が厚く付着した部分は、帯電性が悪くなり複写画像に不良を生じる。具体的には、現像ロール表面に現像剤（トナー）の一部が１μｍ以上の厚みで付着すると、画像が著しく悪化する。そこで、トナー付着の厚みが１μｍ以上であったものをトナーフィルミングが発生したものとした。そして、トナーフィルミングが発生したものを×、発生しなかったものを○として表示した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
上記表１および表２の結果から、実施例品の現像ロールは、最外層形成材料としてＡ〜Ｅ成分を含有する導電性組成物を用いているため、摩擦係数が低く、トナー帯電性に優れ、ロール回転トルクも小さく、しかもトナーフィルミングが発生せず、複写画質および耐久複写画質に優れた評価を示していることがわかる。これに対して、比較例品の現像ロールは、最外層形成材料としてＴＰＵを用いているため、上記評価のいずれかが劣っていることがわかる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の導電性組成物は、分子構造中にシロキサン結合を有し、両末端に水酸基またはアミノ基を有する直鎖状化合物（Ａ成分）、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）、鎖延長剤（Ｃ成分）、アミノ樹脂（Ｄ成分）および三官能性イソシアネート（Ｅ成分）を含有するものであり、そのＥ成分が、Ａ〜Ｃ成分からなるシリコーンポリマーとＤ成分とを共架橋する特性を有している。そして、本発明の導電性組成物を、例えば、導電性ロールの最外層形成材料として用いた場合、長期にわたって安定したトナー帯電性を得ることができるとともに、導電性ロールの摩擦係数が低下し、トナー付着が低減するため、トナーフィルミングを防止することができ、画質の向上を図ることができる。また、低トルクとなり、電子写真装置の省エネルギー化を図ることができる。
【００６７】
また、上記特定の直鎖状化合物（Ａ成分）およびアミノ樹脂（Ｄ成分）に加えて、導電剤をさらに含有する導電性組成物は、導電性のさらなる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は現像ロールの電気抵抗を測定する際にロール表面に形成する電極の形状を示す説明図、（Ｂ）はそれを用いての現像ロールの電気抵抗値の測定系を示す説明図である。
【図２】静動摩擦係数計による摩擦係数の測定状態を示す説明図である。
【図３】トナー帯電量を測定するファラデーケージ法の測定状態を示す説明図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a conductive composition used for a conductive member such as a conductive roll, a conductive belt, a layer forming blade, a blade member, and a fixing belt.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a material for forming the outermost layer of conductive rolls such as developing rolls, charging rolls, transfer rolls and the like used in electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles, polyurethane-based thermoplastic elastomers (hereinafter “TPU”) are used. Are abbreviated with an amino resin (Japanese Patent Laid-Open No. 7-54836).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional conductive roll uses TPU as the outermost layer forming material, there is a problem that the toner chargeability is insufficient and the initial image is inferior. Further, since the TPU has a relatively high friction coefficient, there is a problem that toner is likely to adhere to the surface of the conductive roll thermally and physically, and toner filming is likely to occur.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances. For example, when used as an outermost layer forming material of a conductive roll, the present invention has excellent toner chargeability and can prevent the occurrence of toner filming. An object of the present invention is to provide a conductive composition capable of obtaining excellent image quality.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the conductive composition of the present invention comprises the following (A) to (E) It contains a component.
(A) A linear compound having a siloxane bond in the molecular structure and having hydroxyl groups or amino groups at both ends.
(B) Bifunctional isocyanate.
(C) Chain extender.
(D) Amino resin.
(E) Trifunctional isocyanate having the following characteristics (a).
(A) A silicone polymer comprising the components (A) to (C) and the component (D) are co-crosslinked.
[0006]
That is, for example, when used as the outermost layer forming material of a conductive roll, the present inventors can have excellent toner chargeability, can prevent toner filming, and can obtain excellent image quality. In order to obtain a conductive composition that can be produced, intensive research was repeated. As a result, instead of the conventional TPU, a linear compound (A component) having a siloxane bond in the molecular structure and having hydroxyl groups or amino groups at both ends, a bifunctional isocyanate (B component), a chain extender (C component),Amino resin (component D)And trifunctional isocyanate (E component) having specific characteristicsWhen a composition containing the toner is used, stable toner chargeability can be obtained over a long period of time, and since the friction coefficient of the conductive roll is reduced and toner adhesion is reduced, toner filming can be prevented. As a result, the present invention has been achieved.
[0007]
In addition, the specific linear compound (component A), bifunctional isocyanate (component B), chain extender (component C),Amino resin (component D)And trifunctional isocyanate (E component) having specific characteristicsIn addition, the conductive composition further containing a conductive agent can further improve the conductivity.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0009]
The conductive composition of the present invention comprises a linear compound (component A) having a siloxane bond in the molecular structure and having hydroxyl groups or amino groups at both ends, a bifunctional isocyanate (component B), and a chain extension. Agent (component C), amino resin (component D),, Trifunctional isocyanate (E component) having specific characteristicsCan be used.
[0010]
The specific linear compound (component A) has a siloxane bond (Si-O bond) in the molecular structure and has hydroxyl groups or amino groups at both ends. The hydroxyl groups or amino groups at both ends are These may be the same or different.
[0011]
Examples of the specific linear compound (component A) include compounds represented by the following general formula (1).
[0012]
[Chemical 1]
[0013]
In the general formula (1), R¹, R²Examples of the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms represented by: methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group, octylene group, dodecylene group and the like.
[0014]
Among the compounds represented by the general formula (1), polydimethylsiloxane dicarbinol, in which both Xs at both terminals are hydroxyl groups, is preferably used.
[0015]
Moreover, as said specific linear compound (A component), the compound which substituted at least one part of the methyl group in the said General formula (1) by the specific substituent can also be used. Examples of the specific substituent include an alkenyl group such as an alkyl group having 2 to 30 carbon atoms, a haloalkyl group, a cyanoalkyl group, an allylalkyl group, a vinyl group, and an acrylic group, an allyl group, an alkylallyl group, and an alkenylallyl group. , A haloallyl group, a hydrogen atom, a halogen atom and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0016]
The specific linear compound (component A) preferably has a number average molecular weight in the range of 500 to 10000, particularly preferably 1000 to 6000. In addition, the content of the siloxane bond in the specific linear compound (component A) is preferably 5 to 90% by weight, particularly preferably 20 to 60% by weight.
[0017]
Examples of the bifunctional isocyanate (component B) used together with the specific linear compound (component A) include tolylene diisocyanate (TDI) [including a mixture of 2,4-TDI and 2,6-TDI]. 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), 1,5-naphthylene diisocyanate (NDI), 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene Diisocyanate (TODI), xylylene diisocyanate (XDI), hydrogenated xylylene diisocyanate (HXDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI) [2,2,4-TMDI and 2 4,4-TMDI mixture], ethylidene diisocyanate, butylene diisocyanate, cyclohexylene-1,4-diisocyanate, cyclohexylene-1,2-diisocyanate, dichlorohexamethylene diisocyanate, dicyclohexyl-4,4'-diisocyanate, 1-methyl Examples include -2,4-diisocyanatocyclohexane and 1-methyl-2,6-diisocyanatocyclohexane. These may be used alone or in combination of two or more.
[0018]
The blending ratio of the bifunctional isocyanate (component B) should be set in the range of 5 to 40 parts with respect to 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as “parts”) of the specific linear compound (component A). Is preferable, and 10 to 25 parts is particularly preferable.
[0019]
Examples of the chain extender (C component) used together with the A component and the B component generally include compounds having two or more active hydrogens in one molecule having a molecular weight of less than 300. Specific examples include diols and diamines. And amino alcohols are used. These may be used alone or in combination of two or more.
[0020]
Examples of the diols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentylene glycol, 1,6 -Hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bishydroxyethoxy Examples thereof include benzene, bisphenol A or their alkylene oxide adducts, glycerin, trimethylolpropane and the like. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, styrene oxide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0021]
Examples of the diamine include aliphatic diamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, polyoxypropylenediamine, bis (p-aminocyclohexyl) methane, and metaxylene. Examples thereof include aromatic diamines such as diamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, 4,4'-methylenebis (2-chloroaniline), and 1,5-naphthylenediamine.
[0022]
Examples of the amino alcohol include, for example, ethanolamine, propanolamine, ε-aminohexanol, N-alkyl dialkanolamine such as methyldiethanolamine, methyldiisopropanolamine, ethyldiethanolamine or their alkylene oxide adducts, phenyldiethanolamine, and the like. , M-tolyldiethanolamine or N-aryl dialkanolamines such as these alkylene oxide adducts.
[0023]
The blending ratio of the chain extender (component C) is preferably set in the range of 1 to 20 parts, particularly preferably 2 to 15 parts, with respect to 100 parts of the specific linear compound (component A). It is.
[0024]
In addition, a general purpose polyol can be mix | blended with the electrically conductive composition of this invention. As the polyol, those having a higher molecular weight than the diols used as the chain extender (C component) are used, and those having a molecular weight in the range of 300 to 10,000 are preferably used. By using such a polyol, it is possible to control the improvement of coating film strength, tackiness and flexibility.
[0025]
Examples of the polyol include polyoxyalkylene (polyether) polyols, polyester polyols, α-olefin polyols, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0026]
Examples of the polyoxyalkylene-based (polyether-based) polyol include polyoxyethylene glycol (PEG), polyoxypropylene glycol (PPG), polyoxytetramethylene glycol (PTMG), and a copolymer weight of ethylene oxide and propylene oxide. For example, coalescence.
[0027]
Examples of the polyester polyol include polyethylene adipate (PEA), polybutylene adipate (PBA), polyhexylene adipate, a copolymer of ethylene adipate and butylene adipate, polycaprolactone (PCL), and polycarbonate (PCD). , Dimer acid ester, septate acid ester and the like.
[0028]
The blending ratio of the polyol is preferably set in the range of 5 to 50 parts, particularly preferably 10 to 20 parts, with respect to 100 parts of the specific linear compound (component A).
[0029]
Examples of the catalyst include dibutyltin dilaurate (DBTDL).
[0030]
Then, by blending the specific linear compound (component A) and the bifunctional isocyanate (component B), carrying out the reaction (80 to 120 ° C. × 1 to 5 hours), and taking it out when the viscosity is stable A silicone-modified urethane prepolymer is prepared. Next, the prepolymer is mixed with the chain extender (component C) and other components as required, and reacted (80 to 120 ° C. × 1 to 5 hours), and dissolved in a solvent. A special silicone-modified urethane polymer can be obtained.
[0031]
The mixing ratio of the A to C components is preferably set so that the total amount of OH groups in the A and C components is equivalent to the amount of NCO groups in the bifunctional isocyanate (B component).
[0032]
Examples of the solvent include tetrahydrofuran (THF), methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), toluene, ethyl acetate, and the like.
[0033]
The amino resin (component D) used together with the components A to C is an amino group (—NH, such as urea, melamine, benzoguanamine, aniline).₂) Is a general term for thermoplastic resins obtained by addition-condensation reaction of formaldehyde with compounds such as urea resin, melamine resin, methylolmelamine resin, benzoguanamine resin, aniline resin, acetoguanamine resin, formguanamine. Resin, methylolguanamine resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, urea resin, melamine resin, and benzoguanamine resin are preferably used because of excellent toner chargeability. The molecular weight of the amino resin (component D) is preferably in the range of 200 to 4,000, particularly preferably in the range of 300 to 2,500.
[0034]
The amount of the amino resin (component D) is preferably 3 to 50 parts, particularly preferably 10 to 40 parts, per 100 parts of the specific linear compound (component A). That is, if the amount of the amino resin (component D) is less than 3 parts, the specific linear compound (component A) cannot be sufficiently crosslinked, so that the toner chargeability tends to be inferior. If it exceeds 50 parts, the surface hardness becomes too high, and the coating film is easily cracked or scraped.
[0035]
In the conductive composition of the present invention,A componentA linear compound (A~ CcomponentSilicone polymer consisting of) And amino resin (component D)Trifunctional isocyanate (E component)FormulationIsRu.
[0036]
Examples of the trifunctional isocyanate include triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanate phenyl) thiophosphate, lysine ester triisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, Bicycloheptane triisocyanate, MosquitoExamples thereof include adducts such as rubodiimide-modified MDI, isophorone diisocyanate, and crude MDI, and burettes. These may be used alone or in combination of two or more.
[0037]
the aboveTrifunctional isocyanate (component E)Is preferably set in the range of 5 to 100 parts, particularly preferably 10 to 100 parts with respect to 100 parts of the total amount of the specific linear compound (component A) and amino resin (component D). 80 parts.
[0038]
In addition to the above components, a conductive agent can be blended in the conductive composition of the present invention. Examples of the conductive agent include c-TiO.₂, C-ZnO, carbon black, c-SnO₂Iron oxide, graphite, potassium titanate, quaternary ammonium salts, borates, lithium salts and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, the above “c−” means having conductivity.
[0039]
The blending ratio of the conductive agent is preferably set in the range of 0.01 to 250 parts, particularly preferably 0.1 to 170 parts with respect to 100 parts of the specific linear compound (component A). is there.
[0040]
Furthermore, in the conductive composition of the present invention, in addition to the above components, a charge control agent, a filler, a stabilizer, an ultraviolet absorber, a reinforcing agent, a lubricant, a release agent, a dye, a pigment, a flame retardant, Oil etc. can be suitably mix | blended as needed.
[0041]
Examples of the charge control agent include quaternary ammonium salts, borates, azine (nigrosine) azo compounds, oxynaphthoic acid metal complexes, salicylic acid metal complexes, surfactants (anionic, cationic, Nonionic type). Examples of the filler include inorganic substances such as silica, calcium carbonate, and mica.
[0042]
In the conductive composition of the present invention, the specific linear compound (component A) and the amino resin (component D) are used as the specific linear compound (component A) in the amino resin (component D). ) (First embodiment), when both the specific linear compound (component A) and amino resin (component D) are crosslinked with a curing agent (second embodiment), Examples include the case where the specific linear compound (component A) and the amino resin (component D) have a sea-island structure (third aspect).However, the present invention mainly takes the second aspect..
[0043]
UpIn the second aspect, the crosslinking conditions for crosslinking both the specific linear compound (component A) and the amino resin (component D) with a curing agent are 130 to 220 ° C. × 20 to 90 minutes. It is preferably 150 to 180 ° C. × 30 to 60 minutes.
[0044]
AlsoIn the third aspect, there is no particular limitation on whether the specific linear compound (component A) and the amino resin (component D) are the sea or the island. It is preferable that the chain compound (component A) is the sea and the amino resin (component D) is the island. In addition, what grind | pulverized any one of the said specific linear compound (A component) and an amino resin (D component) may be disperse | distributed to the other.
[0045]
The conductive composition of the present invention is suitable for, for example, conductive rolls such as developing rolls, charging rolls, transfer rolls, fixing rolls, and transfer rolls, and conductive members such as conductive belts, layer forming blades, blade members, and fixing belts. Used for. Among these, it is particularly preferable to use the outermost layer forming material of the developing roll.
[0046]
Next, examples will be described together with comparative examples.
[0047]
[Example 1]
(Preparation of intermediate layer forming material)
100 parts of H-NBR, 0.5 part of stearic acid, 5 parts of zinc white (ZnO), 40 parts of carbon black (Denka Black HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and 1 part of a crosslinking accelerator BZ Then, 2 parts of the crosslinking accelerator CZ and 1 part of sulfur were kneaded and then dispersed in an organic solvent to prepare an intermediate layer forming material (coating liquid).
[0048]
(Preparation of outermost layer forming material)
First, as a linear compound (component A), 100 parts of a silicone diol (X22-160AS, manufactured by Shin-Etsu Silicone [molecular weight 1,000]) represented by the following formula (2) and a bifunctional isocyanate ( As component B) 37.5 parts of MDI (Cosmonate PH, manufactured by Cosmo Oil Co., Ltd.), 3.9 parts of 1,4-butanediol as chain extender (component C), and dibutyltin dilaurate (DBTDL) as a catalyst 0.005 part was blended and a silicone polymer having a urethane bond in the molecular structure was prepared according to the method described above. Next, a butylated melamine resin which is an amino resin (component D) (Super Becamine J-820-60, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) is added to this specific silicone polymer.10And10 parts of a trifunctional isocyanate (Bernock DN955, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) which is a curing agent,Carbon black (Denka Black HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo) 15PartWhenWas mixed in an organic solvent to prepare a conductive composition (coating solution).
[0049]
[Chemical 2]
[0050]
[Preparation of developing roll]
After filling a mold in which a core metal (diameter 10 mm, made of SUS304) serving as a shaft body is set with conductive silicone rubber (X34-264 A / B, manufactured by Shin-Etsu Silicone) as the innermost layer forming material, Heat crosslinking was performed under the conditions. Thereafter, the mold was removed, and a base roll having an innermost layer formed along the outer peripheral surface of the shaft body was produced. Subsequently, the intermediate layer was formed on the outer peripheral surface of the innermost layer by applying the intermediate layer forming material (coating solution). Furthermore, after applying the conductive composition (coating liquid) that is the outermost layer forming material along the outer peripheral surface of the intermediate layer,150℃ ×60Heat crosslinking under the conditions ofA componentCertain linear compounds (Silicone polymer)andAmino resin (component D)Both are hardenersThe outermost layer formed by crosslinking was formed. In this way, a developing roll having a three-layer structure in which the intermediate layer was formed on the outer peripheral surface of the innermost layer and the outermost layer was formed on the outer peripheral surface thereof was produced. The innermost layer had a thickness of 5 mm, the intermediate layer had a thickness of 20 μm, and the outermost layer had a thickness of 25 μm. The innermost layer has an electric resistance of 8 × 10^FourThe hardness (Hs: JIS A) was 35 in Ω. And the electric resistance of the intermediate layer is 8 × 10^FourThe hardness (Hs: JIS A) was 73. The electrical resistance of each layer was measured according to SRIS 2304.
[0051]
[Example 2]
First, as a linear compound (component A), 100 parts of silicone diol (X22-160AS, manufactured by Shin-Etsu Silicone [molecular weight 1,000]) and as a bifunctional isocyanate (component B) MDI (Cosmonate PH, Cosmo) Petroleum) 37.5 parts,Chain extender (component C)As3.9 parts of 1,4-butanediolAnd 8.87 parts of hydroquinone diether (BHEB) which is a catalyst, and a silicone polymer having a urethane bond in the molecular structure according to the method described aboveWas prepared.Then, 12 parts of methyl melamine resin (Cymel 325, manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.) which is an amino resin (D component) and trifunctional isocyanate (Bernock DN955, Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) which is a curing agent are added to this specific silicone polymer. 10 parts) and 15 parts of carbon black (Denka Black HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo)The outermost layer forming material was prepared in the same manner as in Example 1 above. And this outermost layer forming materialAfter coating, heat crosslinking is performed under the conditions of 150 ° C. × 60 minutes to form an outermost layer in which both the specific linear compound of component A and the amino resin (component D) are crosslinked by a curing agent.A developing roll was produced in the same manner as in Example 1 except that.
[0052]
[Comparative Example 1]
100 parts of ester-based TPU (Takelac T-1040, manufactured by Takeda Pharmaceutical Company Limited), 40 parts of carbon black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 20 parts of silica (Nipseal E-150K, manufactured by Nippon Silica Co., Ltd.) The outermost layer forming material was prepared in the same manner as described above using 10 parts of butylated melamine resin (Super Becamine J-820-60, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), which is an amino resin. And the developing roll was produced like Example 1 except using this outermost layer forming material.
[0053]
[Comparative Example 2]
100 parts of ester-based TPU (Takelac T-1040, manufactured by Takeda Pharmaceutical Company Limited), 40 parts of carbon black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), and butylated melamine resin (Super Becamine J-820) which is an amino resin -60, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was used to prepare an outermost layer forming material in the same manner as described above. And the developing roll was produced like Example 1 except using this outermost layer forming material.
[0054]
[Comparative Example 3]
100 parts of ester-based TPU (Takelac T-1040, manufactured by Takeda Pharmaceutical Company Limited), 40 parts of carbon black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 20 parts of silica (Nipseal E-150K, manufactured by Nippon Silica Co., Ltd.) The outermost layer forming material was prepared in the same manner as described above using 10 parts of benzoguanamine resin (Super Becamine TD-126, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), which is an amino resin. And the developing roll was produced like Example 1 except using this outermost layer forming material.
[0055]
Using the developing rolls of the example product and the comparative product thus obtained, each characteristic was evaluated according to the following criteria. These results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0056]
[Electric resistance of roll]
The electrical resistance of the developing roll was determined by measuring the applied voltage and current as shown in FIGS. That is, 20 electrodes 11 having the shape shown in FIG. 1 (A) were formed on the surface of the roll 10 shown in FIG. 1 (B) and measured by the measurement system shown in FIG. 1 (B). In the figure, 11a is a main electrode and 11b is a guard electrode. And the electrical resistance in an Example and a comparative example is a median value of the measured value of 20 places. The applied voltage was 100V.
[0057]
〔Coefficient of friction〕
The friction coefficient was measured using a static friction coefficient meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) as shown in FIG. That is, using the resin composition that is the outermost layer forming material of the developing roll, a coating film 21 having a thickness of 50 to 100 μm is prepared, and this is set on the fixing table 22, and the moving speed is 0.3 cm / second, the load The measurement was performed under the condition of 100 g. In the figure, numeral 23 is a steel ball (diameter 3 mm), numeral 24 is a zero adjustment scale, numeral 25 is a load cell, and numeral 26 is a load (100 g).
[0058]
[Toner chargeability]
The toner chargeability was measured as follows under the condition that the charge amount on the developing roll was 20 ° C. × 50% RH. That is, as shown in FIG. 3, a developer (toner) 32 layer is formed on the surface of the developing roll 30, and the developer 32 is sucked by a suction pump 33 and measured using a Faraday cage 34 (Faraday cage method). . In the drawing, 35 is a filter, 36 is an insulator pipe, 37 is an electrometer, and 38 and 39 are separated from each other by a conductor.
[0059]
[Roll rotation torque]
The developing roll was pressed against the fixed photoreceptor, the developing roll was rotated with a torque motor, and the current value at the start of the movement was measured. The pressure at which the developing roll was pressed against the photosensitive member was set to such a pressure that the contact portion of the developing roll was recessed 0.3 mm in the radial direction. Then, the obtained measured value is converted into torque, and when the calculated value always shows less than 3 kgf-cm, it shows less than 3 kgf-cm, but when it shows 3 kgf-cm or more in the initial stage, Δ, always 3 kgf The case of −cm or more was indicated as “x”.
[0060]
[Copy quality]
The developing roll was incorporated into an electrophotographic copying machine, and images were printed under conditions of 20 ° C. × 50% RH. The solid black image has a sufficient density (Macbeth density of 1.4 or more) and no image unevenness or white spots. The solid black image has insufficient density (less than Macbeth density of 1.4), image unevenness, and white spots. Those occurring at any one of the points are displayed as x.
[0061]
[Durable image quality]
The developing roll was incorporated into an electrophotographic copying machine, and images were printed under conditions of 20 ° C. × 50% RH. After copying 5,000 sheets, the solid black image has sufficient density (Macbeth density of 1.4 or higher) and no unevenness of image or white spots, and the density is insufficient (Macbeth density of less than 1.4). Unevenness and occurrence of any of the white spots were displayed as x.
[0062]
[Toner Filming]
A portion where the developer (toner) thickly adheres to the surface of the developing roll has poor chargeability and causes a defective copy image. Specifically, when a part of the developer (toner) adheres to the surface of the developing roll with a thickness of 1 μm or more, the image is remarkably deteriorated. Therefore, toner filming was determined to occur when the toner adhesion thickness was 1 μm or more. The case where toner filming occurred was indicated as x, and the case where toner filming did not occur was indicated as ◯.
[0063]
[Table 1]
[0064]
[Table 2]
[0065]
From the results in Table 1 and Table 2, the development rolls of the examples are A to B as outermost layer forming materials.EUses a conductive composition containing components, resulting in a low coefficient of friction, excellent toner chargeability, low roll rotation torque, no toner filming, and excellent evaluation for copy image quality and durable copy image quality It can be seen that On the other hand, since the developing roll of the comparative example product uses TPU as the outermost layer forming material, it can be seen that any of the above evaluations is inferior.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, the conductive composition of the present invention has a linear compound (A component) and a bifunctional isocyanate (B component) having a siloxane bond in the molecular structure and having hydroxyl groups or amino groups at both ends. , Chain extender (component C),Amino resin (component D)And trifunctional isocyanate (component E)ContainingThe E component has the property of co-crosslinking the silicone polymer comprising the A to C components and the D component.The And when the conductive composition of the present invention is used, for example, as the outermost layer forming material of the conductive roll, it is possible to obtain a stable toner chargeability over a long period of time, and the friction coefficient of the conductive roll is reduced. Since toner adhesion is reduced, toner filming can be prevented and image quality can be improved. In addition, the torque becomes low, and the energy saving of the electrophotographic apparatus can be achieved.
[0067]
Moreover, in addition to the specific linear compound (component A) and amino resin (component D), the conductive composition further containing a conductive agent can further improve the conductivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an explanatory view showing the shape of an electrode formed on a roll surface when measuring the electric resistance of a developing roll, and FIG. 1B shows a measuring system for the electric resistance value of the developing roll using the same. It is explanatory drawing shown.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a measurement state of a friction coefficient by a static friction coefficient meter.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a measurement state of a Faraday cage method for measuring a toner charge amount.

Claims

A conductive composition comprising the following components (A) to ( E ):
(A) A linear compound having a siloxane bond in the molecular structure and having hydroxyl groups or amino groups at both ends.
(B) Bifunctional isocyanate.
(C) Chain extender.
(D) Amino resin.
(E) Trifunctional isocyanate having the following characteristics (a).
(A) A silicone polymer comprising the components (A) to (C) and the component (D) are co-crosslinked.

In addition to the above (A) ~ (E) component, you containing a conductive agent according to claim 1 electrically conductive composition.