JP3945209B2

JP3945209B2 - 導電性ローラ

Info

Publication number: JP3945209B2
Application number: JP2001312742A
Authority: JP
Inventors: 貴雄眞鍋; 純上手; 秀成常深
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP2003122076A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性ローラに関する。さらに詳しくは、例えば、レーザービームプリンター、ファクシミリ、これらを複合したＯＡ機器などの、電子写真方式を採用した画像記録装置に組み込まれる帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、中間転写ドラム、給紙ローラ、クリーニングローラ、定着用の加圧ローラなどの導電性ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
オキシアルキレン系重合体を主成分とするヒドロシリル化付加型硬化性組成物に導電性付与剤を添加し、これを導電性シャフトの周りに硬化させて得られる導電性ゴム弾性層を形成してなる導電性ローラおよび、該導電性ゴム弾性層の外側に単層または複層の被覆層が形成されてなる導電性ローラはすでに公知である（特開平７−３００５６４号公報、特開平９−９６９４４号公報、特開平９−２９２７５４号公報、特開２０００−１１９５０７号公報等）。前記導電性ゴム弾性層の外側に形成される被覆層は、種々の樹脂組成物をディッピング、スプレー等の塗布方法を用いて形成されるが、この被覆層を設ける際に使用される溶剤が、導電性ゴム弾性層に含浸されて乾燥後も微量が残存し、この溶剤、あるいは、この溶剤が乾燥の際の加熱等により何らかの化学的変化を起して発生される物質による臭気が問題になることがあった。
具体的に、例えば、被覆層の構成成分として好ましく用いられるウレタン樹脂組成物においては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、あるいはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが好適な溶剤として用いられるが、特にこの溶剤を用いた場合、乾燥後の臭気が問題になることがしばしばあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる実状を鑑みてなされたものであり、導電性ローラ製造の際に発生する臭気を効果的に低減できる導電性ローラを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシアルキレン系重合体、分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する化合物、ヒドロシリル化触媒、導電性付与剤、および分子中に少なくとも１個の酸無水物単位を含有する化合物を必須成分とする組成物を導電性シャフトのまわりに硬化させて得られる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラを製造することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、（Ａ）分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシアルキレン系重合体、（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する化合物、（Ｃ）ヒドロシリル化触媒、（Ｄ）導電性付与剤、（Ｅ）分子中に少なくとも１個の酸無水物単位を含有する化合物を必須成分とする組成物を導電性シャフトのまわりに硬化させて得られる導電性ゴム弾性層を形成してなり、前記導電性ゴム弾性層の外側に単層または複層のウレタン樹脂組成物からなる被覆層が形成され、前記導電性ゴム弾性層の上から、前記被覆層を構成するウレタン樹脂組成物の溶液を塗布し、７０〜２００℃の温度で乾燥させることにより、厚さ１〜１００μｍの被覆層を形成して得られる導電性ローラであって、前記被覆層を構成するウレタン樹脂組成物の溶液の溶剤が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよび／またはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを合計１０重量％以上含有するものであることを特徴とする導電性ローラに関するものである。
【０００６】
前記（Ａ）成分の重合体としては、ヒドロシリル化反応可能なアルケニル基が分子末端に含有されてなるものが好ましく、（Ａ）成分の重合体の数平均分子量は１０００〜５００００の範囲内であることが好ましく、（Ａ）成分としては、分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシプロピレン系重合体が好ましい。
【０００７】
前記（Ｂ）成分の分子中にヒドロシリル基を有する化合物としては、平均して１分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を含有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンが好ましい。
【０００８】
前記（Ｄ）成分の導電性付与剤としては、カーボンブラックが好適に用いられる。
前記（Ｅ）成分の分子中に少なくとも１個の酸無水物単位を含有する化合物としては、数平均分子量が２０００以上であることが好ましく、無水マレイン酸−イソブチレン系共重合体および／または無水マレイン酸−アリル末端ポリオキシアルキレン系共重合体を好適に用いることができる。
【０００９】
本発明の導電性ローラの製造方法は、（Ａ）分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシアルキレン系重合体、（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する化合物、（Ｃ）ヒドロシリル化触媒、（Ｄ）導電性付与剤、（Ｅ）分子中に少なくとも１個の酸無水物単位を含有する化合物を必須成分とする組成物を導電性シャフトのまわりに硬化させて得られる導電性ゴム弾性層を形成し、該導電性ゴム弾性層の外側に単層または複層の被覆層を設け、被覆層を構成する樹脂組成物としてウレタン樹脂系組成物を用い、前記被覆層は、導電性ゴム弾性層の上から、被覆層を構成するウレタン樹脂組成物の溶液を塗布することにより設け、塗布されたウレタン樹脂組成物溶液を乾燥する際の温度は７０〜２００℃であり、また、乾燥後に得られた被覆層の厚みは１〜１００μｍであって、被覆層を構成するウレタン樹脂組成物の溶液の溶剤が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよび／またはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを合計１０重量％以上含有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる（Ａ）成分は、分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシアルキレン系重合体である。
【００１１】
ここで、アルケニル基とは、ヒドロシリル化反応に対して活性のある炭素−炭素２重結合を含む基であれば特に制限されるものではない。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、メチルビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の脂肪族不飽和炭化水素基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環式不飽和炭化水素基、メタクリル基等が挙げられる。（Ａ）成分のオキシアルキレン系重合体のアルケニル基の数は、硬化剤である（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応するために少なくとも１個必要であるが、良好なゴム弾性を得る観点からは、直鎖状分子の場合は、分子の両末端に２個のアルケニル基を有し、分岐のある分子の場合は、分子末端に２個以上のアルケニル基を有することが好ましい。本発明における（Ａ）成分は、上記ヒドロシリル化反応可能なアルケニル基が重合体末端に導入されていることが望ましい。このようにアルケニル基が重合体末端にあるときは、低硬度、高強度のゴム弾性層を有するローラが得られやすくなるなどの点から好ましい。
【００１２】
ここで、重合体中にアルケニル基を導入する方法としては、例えば末端、主鎖あるいは側鎖に水酸基、アルコキシド基等の官能基を有する有機重合体に、上記官能基に対して反応性を示す活性基及びアルケニル基を有する有機化合物を反応させることによりアルケニル基を末端、主鎖あるいは側鎖に導入する方法が挙げられるが、これに限定されるわけではない。また、上記官能基に対して反応性を示す活性基及びアルケニル基を有する有機化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、アクリル酸クロライド、アクリル酸ブロマイド等のＣ₃−Ｃ₂₀の不飽和脂肪酸、酸ハライド、酸無水物等やアリルクロロホルメート（ＣＨ₂＝ＣＨＣＨ₂ＯＣＯＣｌ）、アリルブロモホルメート（ＣＨ₂＝ＣＨＣＨ₂ＯＣＯＢｒ）等のＣ₃−Ｃ₂₀の不飽和脂肪酸置換炭酸ハライド、アリルクロライド、アリルブロマイド、ビニル（クロロメチル）ベンゼン、アリル（クロロメチル）ベンゼン、アリル（ブロモメチル）ベンゼン、アリル（クロロメチル）エーテル、アリル（クロロメトキシ）ベンゼン、１−ブテニル（クロロメチル）エーテル、１−ヘキセニル（クロロメトキシ）ベンゼン、アリルオキシ（クロロメチル）ベンゼン等が挙げられる。
【００１３】
本発明におけるオキシアルキレン系重合体とは、主鎖を構成する単位のうち３０％以上、好ましくは５０％以上がオキシアルキレン単位からなる重合体をいい、オキシアルキレン単位以外に含有される単位としては、重合体製造時の出発物質として使用される、活性水素を２個以上有する化合物、たとえば、エチレングリコール、ビスフェノール系化合物、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等からの単位が挙げられる。本発明においては、入手性の点などから、特に、オキシプロピレン系重合体が好ましい重合体として挙げられる。なお、オキシプロピレン系重合体の場合には、エチレンオキシド、ブチレンオキシド等からなる単位との共重合体（グラフト重合体も含む）であってもよい。
【００１４】
上記のような（Ａ）成分のオキシアルキレン系重合体の分子量としては、反応性および低硬度化のバランスをよくする観点から、数平均分子量（Ｍｎ）で１０００〜５００００、さらには５０００〜３００００であることが好ましい。数平均分子量が１０００未満の場合、この硬化性組成物を硬化させた場合に充分な機械的特性（ゴム硬度、伸び率）等が得られにくくなる。一方、数平均分子量があまり大きくなりすぎると、分子中に含まれるアルケニル基１個あたりの分子量が大きくなったり、立体障害で反応性が落ちたりするため、硬化が不充分になることが多く、また、粘度が高くなりすぎて加工性が悪くなる傾向にある。本発明における数平均分子量は、通常、移動相としてクロロホルムを用いたポリスチレンゲルカラムによるＧＰＣ測定により、ポリスチレン換算値として得ることができる。
【００１５】
本発明における（Ｂ）成分は、硬化剤として使用されるものであり、分子内に２個以上のヒドロシリル基を含有するものであれば、制限はない。ここで、ヒドロシリル基とはＳｉ−Ｈ結合を有する基を表わすが、本発明においては、同一ケイ素原子（Ｓｉ）に水素原子（Ｈ）が２個結合している場合は、ヒドロシリル基２個と計算する。
【００１６】
（Ｂ）成分としては、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンが好ましいものの一つとして挙げられる。ここで言うポリオルガノハイドロジェンシロキサンとは、ケイ素原子上に炭化水素基あるいは水素原子を有するシロキサン化合物を指す。その構造について具体的に示すと、
【００１７】
【化１】

（２＜ｍ＋ｎ≦５０、２＜ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基を含有してもよい。）
【００１８】
【化２】

（０＜ｍ＋ｎ≦５０、０＜ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基を含有してもよい。）
【００１９】
【化３】

（３≦ｍ＋ｎ≦２０、２＜ｍ≦１９、０≦ｎ＜１８、Ｒとしては主鎖の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基を含有してもよい。）
などで示される鎖状、環状のものや、これらのユニットを２個以上有する
【００２０】
【化４】

（１≦ｍ＋ｎ≦５０、１≦ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基を含有してもよい。２≦ｌ、Ｒ²は２〜４価の有機基であり、Ｒ¹は２価の有機基。ただし、Ｒ¹はＲ²の構造によってはなくてもよい。）
【００２１】
【化５】

（０≦ｍ＋ｎ≦５０、０≦ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基を含有してもよい。２≦ｌ、Ｒ²は２〜４価の有機基であり、Ｒ¹は２価の有機基。ただし、Ｒ¹はＲ²の構造によってはなくてもよい。）
【００２２】
【化６】

（３≦ｍ＋ｎ≦５０、１≦ｍ、０≦ｎ、Ｒとしては主鎖の炭素数が２〜２０の炭化水素で１個以上のフェニル基を含有してもよい。２≦ｌ、Ｒ²は２〜４価の有機基であり、Ｒ¹は２価の有機基。ただし、Ｒ¹はＲ²の構造によってはなくてもよい。）
などで示されるものが挙げられる。
【００２３】
またこれら（Ｂ）成分の使用にあたっては、（Ａ）成分や（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、（Ｅ）成分との相溶性、あるいは系中における分散安定性がよいものが好ましい。特に系全体の粘度が低い場合には、（Ｂ）成分として上記各成分との相溶性の低いものを使用すると、相分離が起こり硬化不良を引き起こすことがある。
【００２４】
（Ａ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、および（Ｅ）成分との相溶性、あるいは分散安定性が比較的良好なものとして具体的に示すと、
【００２５】
【化７】

（ｎは６〜１２）
【００２６】
【化８】

（２＜ｋ＜３０、０＜ｌ＜１０、Ｒは炭素数８以上の炭化水素基）
などが挙げられる。
【００２７】
また、本発明における（Ｂ）成分の使用量としては、（Ａ）成分のアルケニル基の総量に対して、（Ｂ）成分のヒドロシリル基が０．８〜５．０当量となるように使用することが好ましい。上記（Ａ）成分のアルケニル基総量に対して（Ｂ）成分のヒドロシリル基が０．８当量に満たない場合、架橋が不十分となることがある。また、５．０当量を越える場合には、硬化後に残留するヒドロシリル基の影響により物性が大きく変化することが問題となる。特にこの影響を抑制したい場合には０．９〜２．０当量となるように（Ｂ）成分を用いることが好ましい。
【００２８】
本発明の（Ｃ）成分であるヒドロシリル化触媒については、特に制限はなく、任意のものが使用できる。具体的に例示すれば、塩化白金酸、白金の単体、アルミナ、シリカ、カ−ボンブラック等の担体に固体白金を担持させたもの；白金−ビニルシロキサン錯体｛例えば、Ｐｔ_n（ＶｉＭｅ₂ＳｉＯＳｉＭｅ₂Ｖｉ）_n、Ｐｔ〔（ＭｅＶｉＳｉＯ）₄〕_m｝；白金−ホスフィン錯体｛例えば、Ｐｔ（ＰＰｈ₃）₄、Ｐｔ（ＰＢｕ₃）₄｝；白金−ホスファイト錯体｛例えば、Ｐｔ〔Ｐ（ＯＰｈ）₃〕₄、Ｐｔ〔Ｐ（ＯＢｕ）₃〕₄｝（式中、Ｍｅはメチル基、Ｂｕはブチル基、Ｖｉはビニル基、Ｐｈはフェニル基を表し、ｎ、ｍは整数を表す）、Ｐｔ（ａｃａｃ）₂、また、Ａｓｈｂｙらの米国特許第３１５９６０１及び３１５９６６２号明細書中に記載された白金−炭化水素複合体、並びにＬａｍｏｒｅａｕｘらの米国特許第３２２０９７２号明細書中に記載された白金アルコラ−ト触媒も挙げられる。
【００２９】
また、白金化合物以外の触媒の例としては、ＲｈＣｌ（ＰＰｈ₃）₃、ＲｈＣｌ₃、Ｒｈ／Ａl₂Ｏ₃、ＲｕＣｌ₃、ＩｒＣｌ₃、ＦｅＣｌ₃、ＡｌＣｌ₃、ＰｄＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏ、ＮｉＣｌ₂、ＴｉＣｌ₄、等が挙げられる。これらの触媒は単独で使用してもよく、２種以上併用しても構わない。触媒活性の点から塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体、Ｐｔ（ａｃａｃ）₂等が好ましい。
【００３０】
（Ｃ）成分の触媒量としては特に制限はないが、（Ａ）成分中のアルケニル基１ｍｏｌに対して１０^-1〜１０^-8ｍｏｌの範囲で用いるのがよい。好ましくは１０^-2〜１０^-6ｍｏｌの範囲で用いるのがよい。また、ヒドロシリル化触媒は、一般に高価で腐食性であり、また、水素ガスを大量に発生して硬化物が発泡してしまう場合があるので１０^-1ｍｏｌ以上用いない方がよい。
【００３１】
本発明における（Ｄ）成分である導電性付与剤とは、本発明の組成物または本発明の組成物を用いて製造されるローラに導電性を付与する成分である。（Ｄ）成分の導電性付与剤としては、カーボンブラック、金属酸化物、金属微粉末、アルカリ金属塩、第４級アンモニウム塩、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基などを有する有機化合物もしくはポリマー、エーテルエステルイミド、もしくはエーテルイミドポリマー、エチレンオキサイド−エピハロヒドリンコポリマー、メトキシポリエチレングリコールアクリレートなどで代表される導電性ユニットを有する化合物、または、ポリエチレングリコール誘導体等の高分子化合物の帯電防止剤などの化合物などが挙げられる。
【００３２】
上記カーボンブラックの例としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、オイルブラックなどが挙げられる。これらカーボンブラックの種類、粒径等に制限はない。
【００３３】
ここで、導電性付与剤の種類および添加量によっては、ヒドロシリル化反応を阻害する場合があるため、ヒドロシリル化反応に対する影響が少ない導電性付与剤を用いることが好ましい。
（Ｄ）成分の添加量は、所望の導電特性（ローラ抵抗）に応じて調整して添加され、（Ａ）成分の重合体１００重量部に対し、１〜１００重量部、さらには５〜５０重量部用いることが好ましい。添加量が少なすぎると、得られる導電付与能が不十分であり、また、添加量が多すぎると粘度の上昇が大きく作業性が悪くなる恐れがある。ここで、本発明におけるローラ抵抗とは、ローラを金属プレートに水平に当てて、ローラの導電性シャフトの両端部の各々に５００ｇの荷重を金属プレート方向に加え、シャフトと金属プレート間に直流電圧１０〜１００ボルトを印加して測定される電気抵抗値をいう。
【００３４】
本発明の（Ｅ）成分である分子中に少なくとも１個の酸無水物単位を有する化合物は、本発明により製造される導電性ローラの被覆層を形成する際にしばしば発生する臭気を低減するための成分である。前述のとおり、被覆層を形成する際に使用した溶剤起因によると考えられる臭気が問題になることがあり、具体的に、例えば、被覆層の主成分として好ましく用いられるウレタン樹脂の好適な溶剤として用いられるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを使用した場合、乾燥後の臭気が問題になることがしばしばあった。この臭気の原因としては、詳細は明らかではないが、乾燥後も微量に残留している溶剤、あるいは溶剤が熱などの影響により分解あるいは還元されて生成するアミン系化合物によるものと考えられる。本発明においては、前記アミン化合物等を酸無水物が効果的に補足するものと考えられる。
【００３５】
本発明の（Ｅ）成分としては、分子中に少なくとも１個の酸無水物単位を含有していれば特に制限はなく、通常の有機化合物、あるいは、重合体を使用することができる。本発明においては、無水マレイン酸、無水マレイン酸−イソブチレン系共重合体、無水マレイン酸−スチレン系共重合体、無水マレイン酸−アリル末端ポリオキシアルキレン系共重合体、無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ポリアジピン酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、エチレングリコールビストリメリテートが例示される。特に、液状でハンドリングしやすく、また、マトリクス樹脂である（Ａ）成分との相溶性が良い点から、無水マレイン酸−イソブチレン系共重合体、無水マレイン酸−アリル末端ポリオキシアルキレン系共重合体を好適に用いることができる。（Ｅ）成分の分子量は２０００以上であることが好ましい。（Ｅ）成分の添加量は、（Ａ）成分１００重量部に対して、０．０１〜５０重量部が好ましく、０．１〜２０重量部がさらに好ましい。添加量が少なすぎると十分な効果が得られなくなる恐れがある。また、添加量が多すぎると、一部の開環した酸無水物部位が硬化時における発泡等の原因となる恐れがある。
【００３６】
本発明においては、（Ｅ）成分を添加することで、導電性ローラの（Ａ）〜（Ｅ）成分から形成される導電性ゴム弾性層の被覆層を形成する際に発生する臭気が低減され、特に、被覆層の溶剤としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の含窒素原子系溶剤を用いる場合には、非常に大きな臭気低減効果を発現する。
【００３７】
また、本発明の組成物には、必要に応じて、各種基材に対する接着性を向上させるための接着性付与剤、粘着性付与樹脂を添加することができる。接着性付与剤の例としては、各種シランカップリング剤やエポキシ樹脂等が挙げられる。特にエポキシ基、メタクリロイル基、ビニル基等の官能基を有するシランカップリング剤は、組成物の硬化性に及ぼす影響も小さく、接着性の発現にも効果が大きく使いやすい。但し、使用できるシランカップリング剤はこれらに限定されるものではない。また、シランカップリング剤やエポキシ樹脂と併用してこれらの反応触媒を添加することができる。また、粘着性付与樹脂には特に限定はなく、通常、粘着性付与剤として使用されるものを使用できる。具体例としては、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、シクロペンタジエン−フェノール樹脂、キシレン樹脂、クマロン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル樹脂等が挙げられる。なお、これらの使用にあたっては、ヒドロシリル化反応に対する影響を考慮しなければならない。また、本発明の組成物には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料等を適宜添加してよい。
【００３８】
また、本発明の組成物には貯蔵安定性を改良する目的で、貯蔵安定性改良剤を使用することができる。この貯蔵安定性改良剤としては、本発明の（Ｂ）成分の保存安定剤として知られている通常の安定剤であり、所期の目的を達成するものであればよく、特に限定されるものではない。具体的には、脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機硫黄化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物等を好適に用いることができる。さらに具体的には、２−ベンゾチアゾリルサルファイド、ベンゾチアゾール、チアゾール、ジメチルアセチレンダイカルボキシレート、ジエチルアセチレンダイカルボキシレート、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ビタミンＥ、２−（４−モルフォジニルジチオ）ベンゾチアゾール、３−メチル−１−ブテン−３−オール、アセチレン性不飽和基含有オルガノシロキサン、エチレン性不飽和基含有オルガノシロキサン、アセチレンアルコール、３−メチル−１−ブチル−３−オール、ジアリルフマレート、ジアリルマレート、ジエチルフマレート、ジエチルマレート、ジメチルマレート、２−ペンテンニトリル、２，３−ジクロロプロペン等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００３９】
本発明における導電性ローラの製造方法は，特に限定されず、従来公知の各種ローラの成形方法を用いることができる。例えば、中心にＳＵＳ製等の金属製シャフトを設置した金型に、組成物を押出成形、プレス成形、射出成形、反応射出成形、液状射出成形、注型成形などの各種成形法により成形し、適切な温度および時間で加熱硬化させて導電性シャフトのまわりに導電性ゴム弾性層を形成する。ここで、本発明における導電性シャフトとしては、中空のスリーブ形状のものも使用することができる。本発明における導電性ローラの製造方法としては、弾性層を形成するための組成物が液状であることから、生産性、加工性の点で液状射出成形が好ましい。この場合、導電性組成物は、半硬化させた後に、別途後硬化させるプロセスを設けて完全硬化させてもよい。
【００４０】
本発明の組成物は、例えば、貴金属触媒を用いたアルケニル基に対するＳｉ−Ｈ基の付加反応によって硬化する。従って、硬化速度が非常に速く、ライン生産を行う上で好都合である。本発明の組成物を熱硬化させる温度は、８０℃〜１８０℃の範囲内が好ましい。８０℃以上になると、急激にヒドロシリル化反応が進行し、短い時間で硬化させることができる。
【００４１】
次に、本発明における導電性ローラの導電性ゴム弾性層の外側に設けられる被覆層について説明する。
【００４２】
被覆層の具体的樹脂組成物としては、特に制限はないが、導電特性と耐摩耗性の観点からはウレタン結合を含有し、また柔軟性等の観点からはポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート骨格を有する樹脂を主な組成とするウレタン樹脂組成物からなっていればよく、ウレタン樹脂と、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネートとのブレンド樹脂、１分子中にウレタン結合とポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリシロキサンからなる群において選ばれる少なくとも１つの骨格を含有するウレタン樹脂組成物であってもよい。
また、被覆層を構成する樹脂組成物には抵抗調整、表面形状の調整あるいは導電性弾性層に対する接着性等の観点から、導電性付与剤、各種フィラーあるいはシランカップリング剤の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【００４３】
次に、本発明における被覆層の形成方法について説明する。
本発明における被覆層の形成方法としては特に制限はないが、導電性ゴム弾性層の上から、被覆層を構成する樹脂組成物をスプレー塗布、ディップ塗布、ロールコート等の方法を用いて所定の厚みに塗布し、所定の温度で乾燥、硬化させることにより、該導電性ゴム弾性層の被覆層を形成することができる。具体的には、上記の被覆層として使用される樹脂を溶剤に溶かして固形分を５〜２０％にしてスプレーあるいはディッピング塗布する方法が簡便である。使用する溶剤としては用いる被覆層の主成分である樹脂が相溶すれば特に制限はなく、具体的には、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、酢酸エチル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、トルエン等が例示される。特に、ウレタン樹脂を用いて被覆層を形成する場合、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドやＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが相溶性の観点から好ましい。
【００４４】
この際、被覆層溶液の被膜性を改善するために、レベリング剤等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。本発明における導電性ローラは、必要に応じて、導電性ゴム弾性層の外側に単数または複数の被覆層を設けてもよい。
本発明の導電性ローラは、具体的には、例えば、電子写真装置用の帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、中間転写ドラム、給紙ローラ、クリーニングローラ、定着用の加圧ローラ等に好適である。
【００４５】
【実施例】
以下の実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
臭いの定性評価：作成したローラを３Ｌの窒素とともに、３２０ｍｍｘ４００ｍｍのプラスチックバッグに入れて室温で２４時間放置したものについて、臭いの有無の定性評価を行い、臭気が感じられないものを○、臭気が感じられるものを×と評価した。
臭いセンサーによる臭い評価：作成したローラを３Ｌの窒素とともに、３２０ｍｍｘ４００ｍｍのプラスチックバッグに入れて室温で２４時間放置したものについて、臭いセンサーＸＰ−３２９Ｎ（新コスモス電機製）を用いて評価を行った。
（実施例１）
（Ａ）成分としてのアリル末端ポリオキシプロピレン（商品名ＡＣＸ００４−Ｎ、鐘淵化学工業製）５００ｇに対して、（Ｄ）成分としてカーボンブラック＃３０３０Ｂ（三菱化学製）７０ｇを３本ロールで混練した混合物に、ついで、（Ｅ）成分として、無水マレイン酸−アリル末端ポリオキシアルキレン系共重合体（商品名マリアリムＡＫＭ０５３１、日本油脂製）を５ｇ、（Ｂ）成分としてポリオルガノハイドロジェンシロキサン（商品名ＡＣＸ００４−Ｃ、鐘淵化学工業製）を３３ｇ、（Ｃ）成分として、ビス（１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン）白金錯体触媒（白金含有量３ｗｔ％、キシレン溶液）を３５０μＬ、そして貯蔵安定性改良剤として、ジメチルマレートを１７０μＬ秤取し、均一混合した。該組成物を真空脱泡撹拌装置（シーテック（株）製）で９０分間脱泡を行ったあと、得られた導電性組成物をローラ成形用金型に射出圧１ＭＰａで注入し、１５０℃で２０分加熱の条件で直径８ｍｍのＳＵＳ製のシャフトの周りに厚さ３ｍｍ、長さ２３０ｍｍの半導電性弾性層を設けた半導電性ローラを１０本作成した。
【００４６】
次に作成したローラについて、被覆層を作成する方法について述べる。
ポリエーテル系ウレタン樹脂（商品名ハイムレンＹ２３７）５０ｇを溶剤（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）４５０ｇに溶解しディッピング法により塗布し、１５０℃で６０分加熱し、乾燥させた。
このようにして作成されたローラについて、前述の臭い評価を行った結果を表１に示した。
（実施例２）
実施例１記載の処方について、（Ｅ）成分として無水マレイン酸−アリル末端ポリオキシアルキレン系共重合体（商品名マリアリムＡＦＢ１５２１、日本油脂製）を使用し、その添加量を１０ｇとして、あとは同様にローラを作成した。さらに、同じく実施例１記載の方法により被覆層を形成し、得られたローラについて、前述の臭い評価を行った結果を表１に示した。
（実施例３）
実施例１記載の処方について、（Ｅ）成分として無水マレイン酸−アリル末端ポリオキシアルキレン系共重合体（商品名マリアリムＡＡＢ０８５１、日本油脂製）を使用し、その添加量を１０ｇとして、あとは同様にローラを作成した。さらに、同じく実施例１記載の方法により被覆層を形成し、得られたローラについて、前述の臭い評価を行った結果を表１に示した。
（比較例）
実施例に記載の導電性ローラについて、（Ｅ）成分を添加せずにあとは同様の方法で導電性ローラを添加した。さらに同じく実施例１記載の方法により、被服層を形成し、得られたローラについて、前述の臭い評価を行った結果を表１に示した。
【００４７】
【表１】

以上に示したように、本発明によれば、導電性ローラの被覆層を形成する際にしばしば発生する臭気を低減することが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明により、導電性ローラ製造の際に発生する臭気を効果的に低減できる導電性ローラを提供することが可能となる。

Claims

下記の成分（Ａ）〜（Ｅ）を必須成分として構成される組成物を導電性シャフトのまわりに硬化させて得られる導電性ゴム弾性層を形成してなり、前記導電性ゴム弾性層の外側に単層または複層のウレタン樹脂組成物からなる被覆層が形成され、前記導電性ゴム弾性層の上から、前記被覆層を構成するウレタン樹脂組成物の溶液を塗布し、７０〜２００℃の温度で乾燥させることにより、厚さ１〜１００μｍの被覆層を形成して得られる導電性ローラであって、前記被覆層を構成するウレタン樹脂組成物の溶液の溶剤が、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよび／またはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを合計１０重量％以上含有するものであることを特徴とする導電性ローラ。
（Ａ）分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシアルキレン系重合体
（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する化合物
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒
（Ｄ）導電性付与剤
（Ｅ）分子中に少なくとも１個の酸無水物単位を含有する化合物
（Ａ）成分の重合体中、ヒドロシリル化反応可能なアルケニル基が分子末端に含有されてなる請求項１に記載の導電性ローラ。
（Ａ）成分の重合体の数平均分子量が１０００〜５００００の範囲内である請求項１または２に記載の導電性ローラ。
（Ａ）成分が、分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシプロピレン系重合体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
（Ｂ）成分の分子中にヒドロシリル基を有する化合物が、平均して１分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を含有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンである請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
（Ｄ）成分の導電性付与剤がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
（Ｅ）成分の数平均分子量が２０００以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
（Ｅ）成分が、無水マレイン酸−イソブチレン系共重合体および／または無水マレイン酸−アリル末端ポリオキシアルキレン系共重合体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
下記の成分（Ａ）〜（Ｅ）を必須成分として構成される組成物を導電性シャフトのまわりに硬化させて得られる導電性ゴム弾性層を形成し、前記導電性ゴム弾性層の上から、前記被覆層を構成するウレタン樹脂組成物の溶液を塗布し、７０〜２００℃の温度で乾燥させることにより、前記導電性ゴム弾性層の外側に厚さ１〜１００μｍの単層または複層の被覆層を形成してなる導電性ローラの製造方法であって、前記被覆層を形成する際に、前記被覆層を構成するウレタン樹脂組成物の溶液の溶剤として、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよび／またはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを合計１０重量％以上含有するものを使用することを特徴とする導電性ローラの製造方法。
（Ａ）分子中に少なくとも１個のヒドロシリル化反応可能なアルケニル基を有するオキシアルキレン系重合体
（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する化合物
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒
（Ｄ）導電性付与剤
（Ｅ）分子中に少なくとも１個の酸無水物単位を含有する化合物