JP3989000B2 - Conductive member for image forming apparatus and method of manufacturing the same - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に用いられるローラやベルトからなる導電性部材、およびその製造方法に関し、詳しくは、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の事務機器の画像形成装置に用いられる導電性ローラや導電性ベルト性からなる導電性部材として好適に用いられ、該導電性部材の導電層を形成する導電性ポリマー組成物の電気抵抗の環境依存性・経時変化等を改良し、安定して良好な画像を得るものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive member composed of a roller and a belt used in an image forming apparatus, and a method for manufacturing the same. The conductive polymer composition is suitable for use as a conductive member composed of a conductive belt, and the conductive polymer composition of the conductive member improves the electrical dependency on the environment, changes over time, etc., and is stable and good. A good image.

画像形成装置に用いられる導電性ローラや導電性ベルト等の導電性部材に導電性を付与する方法としてはポリマー中に金属酸化物の粉末やカーボンブラック等の導電性充填剤を配合した電子導電性ポリマー組成物を用いる方法と、ウレタン、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ポリマー組成物を用いる方法とがある。   As a method for imparting conductivity to a conductive member such as a conductive roller or a conductive belt used in an image forming apparatus, an electronic conductivity in which a conductive filler such as a metal oxide powder or carbon black is mixed in a polymer. There are a method using a polymer composition and a method using an ion conductive polymer composition such as urethane, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), epichlorohydrin rubber and the like.

金属酸化物の粉末やカーボンブラック等の導電性充填剤を配合することによって得られる電子導電性ポリマー組成物を用いた場合、特に要求される半導電の領域では、添加量のわずかな変化により電気抵抗値が急激に変化するため、その制御が非常に困難になる。このため、ポリマー組成物中で導電性充填剤が均一に分散し難いことから、ローラの周方向や長手方向、ベルトの面内で抵抗値がばらつきを持つという問題を生じる。
即ち、導電性充填剤の各粒子の分散状態により、電子の移動に伴う電流の流れ方が左右されるため、粒子の分散状態にバラツキがあると、抵抗値の制御が困難となり、ローラやベルトの製品面内での抵抗値のバラツキが大きくなりやすい。粒子の2次凝集がある場合はさらにバラツキが大きくなる。また、カーボンブラックを用いるとベルトが黒色となり、トナー等によるベルトの汚れを目視しにくくなる。
In the case of using an electroconductive polymer composition obtained by blending a conductive filler such as metal oxide powder or carbon black, the electrical conductivity is increased by a slight change in addition amount particularly in the required semiconductive region. Since the resistance value changes abruptly, the control becomes very difficult. For this reason, since the conductive filler is difficult to uniformly disperse in the polymer composition, there arises a problem that the resistance value varies in the circumferential direction and longitudinal direction of the roller and in the surface of the belt.
That is, since the current flow accompanying the movement of electrons depends on the dispersion state of each particle of the conductive filler, if the dispersion state of the particles varies, it becomes difficult to control the resistance value. The variation in resistance value in the product surface tends to increase. When there is secondary aggregation of particles, the variation is further increased. In addition, when carbon black is used, the belt becomes black, and it is difficult to visually check the belt due to toner or the like.

また、金属酸化物を用いた電子導電とすると、例えば、導電性亜鉛華を用いた場合、低抵抗化のために充填量が多くなると、ベルトの脆化を招くこととなる。さらに、粒子の分散が課題となり、抵抗調整が困難である。特に、10Ω・cm〜1012Ω・cmのような抵抗値に調整するのが困難である。 In addition, in the case of electronic conduction using a metal oxide, for example, when conductive zinc white is used, if the filling amount increases to reduce resistance, the belt becomes brittle. Furthermore, dispersion of particles becomes a problem, and resistance adjustment is difficult. In particular, it is difficult to adjust the resistance value to 10 4 Ω · cm to 10 12 Ω · cm.

上記問題は各ローラやベルト自体の各部材の問題となるだけでなく、部材間の電気抵抗値のばらつきも非常に大きくなる問題も生じる。更には、得られる導電性ローラや導電性ベルトの電気抵抗値は印加電圧に依存し、一定の抵抗値を示さない。特に、導電性充填剤としてカーボンブラックを使用した場合、これらの傾向が顕著に現れる。かかる現象は、帯電・現像・転写・定着といった画像形成過程において機械的な制御を難しくし、コストアップにつながる場合がある。また、カーボンを用いた場合、自由に着色出来ないという問題もある。   The above problem not only becomes a problem for each member of each roller and the belt itself, but also causes a problem that the variation in the electric resistance value among the members becomes very large. Furthermore, the electric resistance value of the obtained conductive roller or conductive belt depends on the applied voltage and does not show a certain resistance value. In particular, when carbon black is used as the conductive filler, these tendencies appear remarkably. Such a phenomenon may make mechanical control difficult in an image forming process such as charging, developing, transferring, and fixing, and may increase the cost. In addition, when carbon is used, there is a problem that it cannot be colored freely.

以上の点から、高画質かつ省エネルギーが要求される昨今の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においてはイオン導電性ローラ、或いはイオン導電性ベルトが好まれる傾向にあり、従来から、種々の提案がなされている。
例えば、特開平10−169641号では、基材である高分子材料に第4級アンモニウム塩を添加し、使用環境を考慮しながら、連続通電時の抵抗値を規定した半導電性高分子弾性部材が提案されている。
In view of the above, in recent image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimiles and the like that require high image quality and energy saving, ion conductive rollers or ion conductive belts have been preferred. Proposals have been made.
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-169641, a semiconductive polymer elastic member in which a quaternary ammonium salt is added to a polymer material as a base material and the resistance value during continuous energization is defined while considering the use environment Has been proposed.

しかしながら、上記特開平10−169641号では、特定の陰イオンを有する第4級アンモニウム塩を配合することによって、イオン導電性ローラやイオン導電性ベルトにおいて連続通電時の抵抗値上昇の低減を図っているが、電気抵抗値の環境依存性(温度依存性+湿度依存性)を十分に低減できないという問題がある。さらに、配合する塩の種類や存在状況、あるいは配合内容によっては、感光体を汚染する場合がある。
このように、導電性部材においては、連続通電時の抵抗値の上昇を低減するだけでなく、電気抵抗の環境依存性や、配合する塩等の感光体への移行汚染の問題も考慮する必要がある。
However, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-169641, by adding a quaternary ammonium salt having a specific anion, an increase in resistance value during continuous energization in an ion conductive roller or ion conductive belt is attempted. However, there is a problem that the environmental dependency (temperature dependency + humidity dependency) of the electrical resistance value cannot be sufficiently reduced. Furthermore, the photoreceptor may be contaminated depending on the type and presence of the salt to be blended or the blending content.
As described above, in the conductive member, it is necessary not only to reduce the increase of the resistance value during continuous energization but also to consider the environmental dependency of the electrical resistance and the problem of contamination of the photosensitive material such as salt to be mixed. There is.

イオン導電性の導電剤として、ポリエチレンオキサイド等のポリエーテル構造を含む導電性オリゴマーや導電性可塑剤(いずれもMn<10000)があるが、これらはポリマー組成物中で固定されていないために、ブリードやブルームを起こしてしまう問題がある。特に、複写機やプリンタ用の導電性ローラや導電性ベルト等に用いた場合、これらのものが移行して感光体を汚染し、画像を汚してしまったり、最悪、感光体を変質し破壊してしまう場合がある。   As an ionic conductive conductive agent, there are conductive oligomers and conductive plasticizers including polyether structures such as polyethylene oxide (both Mn <10000), but these are not fixed in the polymer composition, There is a problem that causes bleed and bloom. In particular, when used in conductive rollers and conductive belts for copying machines and printers, these can migrate and contaminate the photoconductor, contaminating the image, or worst, altering and destroying the photoconductor. May end up.

また、過塩素酸リチウム等の金属塩や各種第4級アンモニウム塩等のイオン導電性添加塩を用いた系では、配合量や基材ポリマーとの相容性にもよるが、塩が解離したイオンが、連続通電時に電極に向かって移動し、長時間たつと抵抗値がかなり上昇してしまうことがある。また、添加塩等が導電性部材の表面に析出し、物質によっては感光体を汚染する場合もある。特に、添加塩を分散させるのに、低分子量のポリエーテル化合物や低分子量極性化合物からなる媒体を用いると、塩がポリマー中を移動しやすくなり導電性が向上する反面、連続通電時に表面等に析出しやすくなってしまう。さらには、用いたこれらの低分子量媒体も表面に移行し、長時間使用した場合に、移行汚染やトナーの固着が起こって、実用性を失うという問題が生じる場合がある。実際の画像形成装置においても、長時間連続して用いた場合、これらの点が問題となる場合が多い。   In addition, in a system using a metal salt such as lithium perchlorate or an ion conductive additive salt such as various quaternary ammonium salts, the salt is dissociated depending on the blending amount and compatibility with the base polymer. Ions move toward the electrode during continuous energization, and the resistance value may increase considerably over time. In addition, added salt or the like may be deposited on the surface of the conductive member, and depending on the substance, the photoreceptor may be contaminated. In particular, when a medium composed of a low molecular weight polyether compound or a low molecular weight polar compound is used to disperse the added salt, the salt can easily move in the polymer and the conductivity is improved. It becomes easy to precipitate. Furthermore, these low molecular weight media used also migrate to the surface, and when used for a long time, there may be a problem that transfer contamination and toner fixation occur, resulting in loss of practicality. Even in an actual image forming apparatus, these points often cause problems when used continuously for a long time.

また、イオン導電性のベルトについては、特開2002−304064号公報において、少なくとも1種の熱可塑性樹脂と、該熱可塑性樹脂とは非相溶性である少なくとも1種の親水性樹脂とを配合してなる樹脂組成物を押出成形して得られ、押出成形時の成形温度における該熱可塑性樹脂の粘度が該親水性樹脂の粘度より高くしたエンドレスベルト(シームレスベルト)が提案されている。
しかしながら、上記特開2002−304064号公報等の従来の公報に記載された一般的なイオン導電によるベルトでは体積抵抗率の環境依存性が大きくなったり、連続通電時の抵抗率の上昇が大きくなったりする場合があるという問題がある。この場合、転写電圧のコントロールが困難となり画像形成装置の機構が複雑になったり、より大きな電源が必要となり、消費電力が大きくなったりしてコストが上昇してしまう等の問題がある。
As for the ion conductive belt, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-304064 blends at least one thermoplastic resin and at least one hydrophilic resin which is incompatible with the thermoplastic resin. There has been proposed an endless belt (seamless belt) obtained by extrusion molding a resin composition obtained by making the viscosity of the thermoplastic resin higher than the viscosity of the hydrophilic resin at the molding temperature at the time of extrusion molding.
However, the general ion conductive belt described in the conventional publications such as the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-304064 has a large volume resistivity environment dependency and a large increase in resistivity during continuous energization. There is a problem that sometimes. In this case, there is a problem that the transfer voltage is difficult to control, the mechanism of the image forming apparatus is complicated, a larger power source is required, the power consumption is increased, and the cost is increased.

また、イオン導電とした場合でも、低分子量の界面活性剤的な静電気防止剤等を用いると、ブリードにより感光体汚染を引き起こす恐れがある。また、吸湿性が大きいと湿度変化による電気抵抗の変化が大きくなってしまう。さらには、過塩素酸ナトリウム(NaClO)等は、熱可塑性エラストマーとの混練時の取り扱いが難しかったり、また、一般的に高価なものが多い。 Even in the case of ionic conduction, if a low molecular weight surfactant-like antistatic agent or the like is used, there is a risk of causing photoconductor contamination due to bleeding. Moreover, if the hygroscopicity is large, the change in electrical resistance due to a change in humidity becomes large. Furthermore, sodium perchlorate (NaClO 4 ) and the like are difficult to handle at the time of kneading with a thermoplastic elastomer and are generally expensive.

さらに、近年、導電性ベルトにおいて、その使用上の環境を考慮し、難燃性を有することが要求されているものもある。導電性ベルトは画像形成装置内において高電圧、高温環境下に置かれる場合があるため、ベルトが可燃性で燃えやすかったり、難燃性が不十分であると、装置内の環境条件によっては使用状態が制限される恐れがある。現在提供されているベルトは、導電性、耐久性等の性能には優れており、通常の使用には影響ないものの、難燃性対策が不十分なものがあり、未だ改善の余地がある。   Furthermore, in recent years, some conductive belts are required to have flame retardancy in consideration of the usage environment. Conductive belts may be placed in high voltage and high temperature environments in image forming devices, so if the belt is flammable and flammable or has insufficient flame resistance, it may be used depending on the environmental conditions within the device. The condition may be limited. Currently provided belts are excellent in performance such as conductivity and durability and do not affect normal use, but there are still insufficient measures for flame retardancy, and there is still room for improvement.

熱可塑性樹脂等からなる導電性ベルトを難燃化するには、難燃剤の添加が一般的である。従来、難燃剤としてはハロゲン系の難燃剤、リン酸エステル系の難燃剤等が添加されている。
しかしながら、上記ハロゲン系の難燃剤を添加した場合には、使用後の廃棄時にベルトが高温下にさらされると、ダイオキシン等の有毒ガスが発生することも考えられる。また、上記リン酸エステル系の難燃剤を添加した場合には、ベルトが高温下で長期間使用されると、時間の経過とともにベルト内部から、かかる難燃剤がベルト表面にしみ出して感光体などを汚染することがある。
In order to make a conductive belt made of a thermoplastic resin flame-retardant, a flame retardant is generally added. Conventionally, halogen-based flame retardants, phosphate ester-based flame retardants, and the like are added as flame retardants.
However, when the halogen-based flame retardant is added, toxic gas such as dioxin may be generated when the belt is exposed to high temperature during disposal after use. In addition, when the above-mentioned phosphate ester-based flame retardant is added, if the belt is used at a high temperature for a long period of time, the flame retardant oozes out from the inside of the belt with time and the photoreceptor May contaminate.

このように、画像形成装置等に使用される搬送ベルト、転写ベルト、中間転写ベルト、定着ベルト、現像ベルト、感光体基体用のベルトについて、難燃性の付与は優先度が高い要求となっている。特に、導電性ベルトに難燃性を付与する際に、ノンハロゲンで環境への影響が小さく、使用時に非汚染性にて実現することが望まれている。
特開平10−169641号公報 特開2002−304064号公報
As described above, the provision of flame retardancy is a high priority requirement for conveyance belts, transfer belts, intermediate transfer belts, fixing belts, development belts, and photoreceptor substrate belts used in image forming apparatuses and the like. Yes. In particular, when imparting flame retardancy to a conductive belt, it is desired that non-halogen has a small impact on the environment and is non-staining when used.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-169641 JP 2002-304064 A

本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、画像形成装置用のローラやベルト等からなる導電性部材として充分に低い抵抗値を維持しながら、電気抵抗の環境依存性(温度依存性+湿度依存性)を小さくし、かつ連続通電時の抵抗上昇を小さくした画像形成装置用の導電性部材を得ると共に、電気特性が良好であり、消費電力が小さく、良好で均質な画像を長期に渡って得ることができる画像形成装置を提供することを課題としている。
さらに、導電性ベルトに関しては、導電性等の他の性能に影響を与えることなく優れた難燃性を有すると共に、連続通電時の抵抗上昇が小さく、かつ、ベルト面内の抵抗値のバラツキや環境依存性も小さい難燃性のベルトを提供することを課題としている。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and maintains environmental resistance (temperature dependence) of electrical resistance while maintaining a sufficiently low resistance value as a conductive member composed of a roller, a belt, or the like for an image forming apparatus. + Humidity dependency) and a conductive member for an image forming apparatus with a small increase in resistance during continuous energization, as well as good electrical characteristics, low power consumption, and good and uniform images for a long time It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can be obtained over a wide range.
Furthermore, the conductive belt has excellent flame retardancy without affecting other properties such as conductivity, has a small increase in resistance during continuous energization, and has variations in resistance in the belt surface. The problem is to provide a flame retardant belt that is less dependent on the environment.

上記課題を解決するため、本発明は、イオン導電性添加塩を含む導電性ポリマー組成物から形成される導電層を備えた導電性ローラおよび導電性ベルトを含む画像形成装置用の導電性部材であって、
上記導電層は、連続相と第1非連続相及び第2非連続相とからなる非連続相からなり、該連続相と非連続相とが海−島構造を呈し、上記第1非連続相を構成するポリマーは上記連続相を構成するポリマーよりも上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩との親和性を高くし、該第1非連続相には陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させるが、上記第2非連続相及び上記連続相には上記塩を殆ど分配せず、かつ、上記各相のポリマーの上記塩との親和性は第1非連続相>連続相>第2非連続相とし、各相の電気抵抗値(体積抵抗率)は第1非連続相<連続相<第2非連続相としており、
印加電圧100Vのもとで測定したJIS K6911に記載の体積抵抗率が10〜1012[Ω・cm]である上記ポリマー組成物から形成していることを特徴とする画像形成装置用の導電性部材を提供している。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a conductive member for an image forming apparatus including a conductive roller having a conductive layer formed from a conductive polymer composition containing an ionic conductive additive salt and a conductive belt. There,
The conductive layer is made discontinuous phase comprising a continuous phase and the first non-continuous phase and a second discontinuous phase, the continuous phase and the discontinuous phase and the sea - exhibits the island structure, said first non-contiguous The polymer constituting the phase has a higher affinity for the cation and anion dissociable salt than the polymer constituting the continuous phase, and the first discontinuous phase can be dissociated into a cation and an anion. While Ru is unevenly distributed salts, above the second discontinuous phase and the continuous phase hardly distribute the salt, and, first discontinuous phase affinity between the salt of the respective phases of the polymer> continuous Phase> second discontinuous phase, and the electrical resistance value (volume resistivity) of each phase is first discontinuous phase <continuous phase <second discontinuous phase,
Conductivity for an image forming apparatus, characterized in that it is formed from the polymer composition having a volume resistivity of 10 4 to 10 12 [Ω · cm] described in JIS K6911 measured under an applied voltage of 100 V. A sex member is provided.

本発明は、本発明者が鋭意研究の結果、低電気抵抗を実現できる塩の配置及び塩とポリマーとの親和性に着目し、導電性部材を構成するポリマー材料や配合されるイオン電導性添加塩について検討、実験を積み重ね、イオンによる良好な電気特性を維持しながら、塩の組成物外への移行を防止できる相構造を見出したことに基づくものである。   As a result of intensive studies by the present inventors, the present inventors paid attention to the arrangement of salts capable of realizing low electrical resistance and the affinity between the salt and the polymer, and the polymer material constituting the conductive member and the ion conductive additive to be blended This is based on the discovery of a phase structure that can prevent the salt from moving out of the composition while investigating and experimenting with the salt and maintaining good electrical properties due to ions.

具体的には、連続相と相以上の非連続相とからなる相構造を有し、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を非連続相に偏在させ、かつ、高導電度で電気抵抗低下能力が大きい陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させた第1非連続相を構成するポリマーは、連続相を構成するポリマーよりも、かかる陽イオンと陰イオンに解離可能な塩との親和性を高くしている。これにより、非連続相中での塩の自由度を高め低い電気抵抗を維持しながら、電界を加えたときの塩の相外への流出を抑制できるため、塩の組成物外への移行や連続通電時の抵抗上昇等を防ぐことができる。更には、塩が非連続相中に存在するため温度や湿度等の環境の影響も受けにくく、かつ、イオン導電によるため、電気抵抗のばらつきや電圧依存性も小さい。 Specifically, it has a phase structure consisting of a continuous phase and two or more discontinuous phases, a salt that can dissociate into a cation and an anion is unevenly distributed in the discontinuous phase, and has high conductivity and electrical resistance. A polymer constituting the first discontinuous phase in which a salt capable of dissociating into a cation and an anion having a high degrading ability is unevenly distributed is a salt capable of dissociating into such a cation and an anion than a polymer constituting the continuous phase. Has a high affinity. As a result, it is possible to suppress the outflow of the salt to the outside when an electric field is applied while increasing the degree of freedom of the salt in the discontinuous phase and maintaining a low electric resistance. It is possible to prevent an increase in resistance during continuous energization. Furthermore, since salt is present in the discontinuous phase, it is not easily affected by the environment such as temperature and humidity, and due to ionic conduction, variation in electrical resistance and voltage dependence are small.

なお、従来は、組成物全体の抵抗値を極力低下させるために、連続相に塩が分配される試みがなされていたが、本発明は、塩とポリマーとの親和性や、塩の配置に着目し、上記構成としたことにより、充分に低い抵抗値を維持しながら、電気抵抗の環境依存性(温度依存性+湿度依存性)を小さくし、かつ連続通電時の抵抗上昇を小さくすることを可能とした。
特に、本発明では、イオンの解離度が高く高電導度を発揮する塩を用い、かつ、電界をかけ続けても上記塩を系外に移行させにくくしたため、塩が表面に析出したり、抵抗値を大きく上昇させずに、導電性に優れた塩の少量の配合で優れた導電性を得ることができる。よって、圧縮永久ひずみや硬度等の他の物性に及ぼす影響も極力低減することができ、複写機やプリンタ等の画像形成装置用の導電性ローラや導電性ベルト等の導電性部材として非常に有用である。
Conventionally, in order to reduce the resistance value of the entire composition as much as possible, attempts have been made to distribute the salt to the continuous phase. However, the present invention relates to the affinity between the salt and the polymer and the arrangement of the salt. Paying attention to the above configuration, reducing the environmental dependency (temperature dependency + humidity dependency) of electrical resistance while maintaining a sufficiently low resistance value, and reducing the increase in resistance during continuous energization Made possible.
In particular, in the present invention, a salt having a high degree of ion dissociation and a high conductivity is used, and even if an electric field is continuously applied, the salt is hardly transferred out of the system. Without significantly increasing the value, excellent conductivity can be obtained with a small amount of a salt having excellent conductivity. Therefore, the influence on other physical properties such as compression set and hardness can be reduced as much as possible, and it is very useful as a conductive member such as a conductive roller or a conductive belt for an image forming apparatus such as a copying machine or a printer. It is.

連続相、非連続相等のポリマー組成物の相構造は、例えば、原子間力顕微鏡(AFM)式の走査型プローブ顕微鏡(SPM)の位相モード等で観察することができる。   The phase structure of the polymer composition such as the continuous phase and the discontinuous phase can be observed, for example, with a phase mode of an atomic force microscope (AFM) type scanning probe microscope (SPM).

上記非連続相として上記第1非連続相と第2非連続相の2相を設け、第2非連続相は上記塩を殆ど添加していない。また、連続相にも上記塩を殆ど添加していない。
この場合、これらの条件に加えて上記各相のポリマーの塩との親和性は第1非連続相>連続相>第2非連続相とし、各相の電気抵抗値(体積抵抗率)は第1非連続相<連続相<第2非連続相としている。
各相のポリマーの塩との親和性は、塩を含んでいない状態での各相のポリマーの体積抵抗率(後述のρV1、ρV2、ρV3)や塩を含んだ状態での各相のポリマーの体積抵抗率から評価することが出来る。これらの抵抗率が低い程、ポリマーと塩との親和性が高いといえる。
上記構成とすることにより、導電性をあまり大きく損なうことなく、解離可能な塩を偏在させる第1非連続相の割合を抑えることができる。その結果、解離可能な塩の配合量を少なくしても組成物全体として低い体積抵抗率を維持することができる。
上記第1非連続相で第2非連続相を取り囲むように存在させることが好ましい。また、第1非連続相、第2非連続相、および連続相が各々2種以上のポリマーから形成されていても構わないし、各々が、さらに細かいいくつかの相に分かれていても、本発明の趣旨と効用が満たされていれば構わない。
Two phases, the first discontinuous phase and the second discontinuous phase, are provided as the discontinuous phase, and the second discontinuous phase hardly contains the salt. Further, yet such have been added almost the salt in the continuous phase.
In this case, in addition to these conditions, the affinity with the polymer salt of each phase is as follows: first discontinuous phase> continuous phase> second discontinuous phase, and the electrical resistance value (volume resistivity) of each phase is 1 discontinuous phase <continuous phase <you are the second discontinuous phase.
The affinity of each phase with the polymer salt is the volume resistivity (ρ V1 , ρ V2 , ρ V3 described later) of the polymer of each phase in the state containing no salt, and each phase in the state containing the salt. It can be evaluated from the volume resistivity of the polymer. It can be said that the lower the resistivity, the higher the affinity between the polymer and the salt.
By setting it as the said structure, the ratio of the 1st discontinuous phase in which the dissociable salt is unevenly distributed can be suppressed, without impairing electroconductivity very much. As a result, a low volume resistivity can be maintained as a whole composition even if the amount of dissociable salt is reduced.
The first discontinuous phase is preferably present so as to surround the second discontinuous phase. Further, the first discontinuous phase, the second discontinuous phase, and the continuous phase may each be formed of two or more kinds of polymers, or each of them may be divided into several finer phases. As long as the purpose and utility are satisfied.

陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させた第1非連続相を構成するポリマーの体積抵抗率をρV1、連続相を構成するポリマーの体積抵抗率をρV2とすると、0.2≦log10ρV2−log10ρV1≦5としていることが好ましい。
上記値が0.2より小さいと連続相に解離可能な塩が移行しやすくなるためである。一方、上記値が5より大きいと全体として低抵抗を実現しにくくなる上、均一な組成物を得ることが難しくなり、ローラであれば周むら等が大きくなってしまうためである。なお、1つの相を構成するポリマーが2種類以上のポリマーのブレンドとしている場合は、そのブレンドされたポリマーの体積抵抗率とする。また、ここでの体積抵抗率は、塩を含んでいないポリマーのみの体積抵抗率である。尚、log10ρV2−log10ρV1は0.5以上4以下であればより好ましく、1以上3以下であれば更に好ましい。
Assuming that the volume resistivity of the polymer constituting the first discontinuous phase in which salts dissociated into cations and anions are unevenly distributed is ρ V1 , and the volume resistivity of the polymer constituting the continuous phase is ρ V2 , 0.2 ≦ log 10 ρ V2 −log 10 ρ V1 ≦ 5 is preferable.
This is because, when the above value is smaller than 0.2, a salt that can be dissociated into the continuous phase is easily transferred. On the other hand, if the above value is larger than 5, it is difficult to achieve low resistance as a whole, and it becomes difficult to obtain a uniform composition. In addition, when the polymer which comprises one phase is made into the blend of two or more types of polymers, it is set as the volume resistivity of the blended polymer. Moreover, the volume resistivity here is a volume resistivity of only the polymer containing no salt. Incidentally, the log 10 ρ V2 -log 10 ρ V1 more preferably as long as 0.5 to 4, further preferably in the range from 1 to 3.

非連続相を構成するポリマーと連続相を構成するポリマーとの重量比は、(非連続相を構成するポリマー:連続相を構成するポリマー)=(5:95)〜(75:25)であることが好ましい。
非連続相を構成するポリマーの配合比率が、上記範囲より少ないと、非連続相の体積分率が低すぎるため、組成物全体の体積抵抗率、或いは該組成物から成形するローラやベルトの抵抗値を十分に下げることが出来なくなる。一方、連続相を構成するポリマーの配合比率が上記範囲より少ないと、動的架橋等の手法を用いても、連続相として存在し得なくなる。
上記重量比は、さらに好ましくは(10:90)〜(60:40)、より好ましくは(20:80)〜(45:55)が良い。
また、本発明では、解離可能な塩の配合量を固定したまま、連続相と非連続相の比率を変えることによっても、電気抵抗値の制御がある程度可能である。なお、動的架橋を用いれば比較的分率の高い成分を非連続相にもってくることができ、非連続相を構成するポリマーの比率を高めることができる。
なお、上記連続相、第1非連続相、第2非連続相の体積分率は、連続相>第2非連続相>第1非連続相とすることが好ましい。
The weight ratio of the polymer constituting the discontinuous phase and the polymer constituting the continuous phase is (polymer constituting the discontinuous phase: polymer constituting the continuous phase) = (5:95) to (75:25). It is preferable.
If the blending ratio of the polymer constituting the discontinuous phase is less than the above range, the volume fraction of the discontinuous phase is too low, so the volume resistivity of the entire composition, or the resistance of the roller or belt molded from the composition The value cannot be lowered sufficiently. On the other hand, if the blending ratio of the polymer constituting the continuous phase is less than the above range, even if a technique such as dynamic crosslinking is used, it cannot be present as the continuous phase.
The weight ratio is more preferably (10:90) to (60:40), and more preferably (20:80) to (45:55).
In the present invention, the electric resistance value can be controlled to some extent by changing the ratio of the continuous phase and the discontinuous phase while keeping the blending amount of the dissociable salt fixed. If dynamic crosslinking is used, a relatively high fraction component can be brought into the discontinuous phase, and the ratio of the polymer constituting the discontinuous phase can be increased.
The volume fractions of the continuous phase, the first discontinuous phase, and the second discontinuous phase are preferably continuous phase> second discontinuous phase> first discontinuous phase.

上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩は、全ポリマー成分100重量部に対して0.01重量部以上20重量部以下の割合で配合されていることが好ましい。
これは、0.01重量部より小さいと十分な電気抵抗の低減効果が得られないためであり、20重量部より大きいとコスト高を招く割には配合量増加による電気抵抗の低減効果の向上が得にくくなるためである。なお、より好ましくは0.2重量部以上10重量部以下、さらに好ましくは0.4重量部以上6重量部以下である。
The salt capable of dissociating into a cation and an anion is preferably blended at a ratio of 0.01 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of all polymer components.
This is because if the amount is smaller than 0.01 parts by weight, a sufficient electric resistance reduction effect cannot be obtained. If the amount is larger than 20 parts by weight, the cost is increased. This is because it becomes difficult to obtain. In addition, More preferably, it is 0.2 to 10 weight part, More preferably, it is 0.4 to 6 weight part.

上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩はプロピレンカーボネート(PC)/ジメチルカーボネート(DME)系混合溶媒(体積分率1/2)中、25℃で0.1mol/リットルの塩濃度で測定した導電率が2.3mS/cm以上であることが好ましい。この導電率は解離したイオンの濃度とその移動度に比例するものである。上記範囲より小さいと低い抵抗値を得にくくなる。3.5mS/cm以上であればより好ましい。尚、かかる塩の導電率は大きい程好ましいが、実際に存在する塩の導電率の上限は4.5mS/cm程度である。
このような範囲の塩としては、CFSOLi{:2.3mS/cm}、CSOLi{:2.3mS/cm}、(CFSONLi{:4.0mS/cm}、(CSONLi{:3.8mS/cm}、(CSO)(CFSO)NLi{:3.5mS/cm}、(FSO)(CFSO)NLi{:3.0mS/cm}、(C17SO)(CFSO)NLi{:3.2mS/cm}、(CFCHOSONLi{:3.0mS/cm}、(CFCFCHOSONLi{:3.0mS/cm}、(HCFCFCHOSONLi{:2.9mS/cm}、((CFCHOSONLi{:3.1mS/cm}、(CFSOCLi{:3.6mS/cm}、(CFCHOSO)CLi{:2.9mS/cm}、LiPF{:4.4mS/cm}等がある。尚、{:}内は上記導電率の値である。
上記した様な導電率の高い塩を用いると、文字通り少量の添加で非常に低い電気抵抗値を得ることが出来好ましいが、他方で、この様な塩を用いた場合が、特に本発明の効果を著しく発揮出来る場合といえる。なぜならば、かかる導電率の高い塩は、系内を移動しやすく、本発明を用いなかった場合、連続使用時の抵抗上昇が、導電率の低い塩に比べて著しく大きくなりやすいためである。
The salt capable of dissociating into a cation and an anion was measured in a mixed solvent of propylene carbonate (PC) / dimethyl carbonate (DME) (volume fraction 1/2) at a salt concentration of 0.1 mol / liter at 25 ° C. The conductivity is preferably 2.3 mS / cm or more. This conductivity is proportional to the concentration of dissociated ions and their mobility. If it is smaller than the above range, it is difficult to obtain a low resistance value. It is more preferable if it is 3.5 mS / cm or more. In addition, although the electrical conductivity of this salt is so preferable that it is large, the upper limit of the electrical conductivity of the salt which exists actually is about 4.5 mS / cm.
Examples of the salt in such a range include CF 3 SO 3 Li {: 2.3 mS / cm}, C 4 F 9 SO 3 Li {: 2.3 mS / cm}, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi {: 4 0.0 mS / cm}, (C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi {: 3.8 mS / cm}, (C 4 F 9 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) NLi {: 3.5 mS / cm}, ( FSO 2 C 6 F 4 ) (CF 3 SO 2 ) NLi {: 3.0 mS / cm}, (C 8 F 17 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) NLi {: 3.2 mS / cm}, (CF 3 CH 2 OSO 2 ) 2 NLi {: 3.0 mS / cm}, (CF 3 CF 2 CH 2 OSO 2 ) 2 NLi {: 3.0 mS / cm}, (HCF 2 CF 2 CH 2 OSO 2 ) 2 NLi { : 2.9mS / cm}, (( CF 3) 2 CHOS 2) 2 NLi {: 3.1mS / cm}, (CF 3 SO 2) 3 CLi {: 3.6mS / cm}, (CF 3 CH 2 OSO 2) 3 CLi {: 2.9mS / cm}, LiPF 6 {: 4.4 mS / cm} and the like. In addition, the value in {:} is the value of the conductivity.
The use of a salt having a high conductivity as described above is preferable because a very low electrical resistance value can be obtained literally by addition of a small amount. On the other hand, when such a salt is used, the effect of the present invention is particularly good. It can be said that it is possible to remarkably exhibit. This is because such a salt having a high conductivity is likely to move in the system, and if the present invention is not used, the increase in resistance during continuous use is likely to be significantly greater than that of a salt having a low conductivity.

また、上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として、フルオロ基(F−)及びスルホニル基(−SO−)を有する陰イオンを備えた塩、例えば、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオン、フルオロアルキルスルホン酸イオン等の陰イオンを備えたリチウム塩、カリウム塩、第4級アンモニウム塩、イミダゾリウム塩が好適に用いられる。この様な塩は、フルオロ基、スルホニル基等の官能基が電子吸引性を有するため、陰イオンがより安定化され、イオンがより高い解離度を示す。これにより、少量の添加で、非常に低い電気抵抗値を得ることが出来る。
上記第4級アンモニウム塩、イミダゾリウム塩は置換されるアルキル基等の官能基をかえることにより、誘電率、静電容量等の変更もでき、例えば、静電容量を小さくすること等ができる。
Further, as dissociable salts with the cations and anions, fluoro group (F-) and a sulfonyl group (-SO 2 -) salts with anions with, for example, bis (fluoroalkyl sulfonyl) imide ion, tris Lithium salts, potassium salts, quaternary ammonium salts and imidazolium salts with anions such as (fluoroalkylsulfonyl) methide ions and fluoroalkylsulfonic acid ions are preferably used. In such a salt, since a functional group such as a fluoro group or a sulfonyl group has an electron withdrawing property, the anion is further stabilized and the ion exhibits a higher degree of dissociation. Thereby, a very low electric resistance value can be obtained with a small amount of addition.
The quaternary ammonium salt and imidazolium salt can change the dielectric constant, capacitance, etc. by changing the functional group such as an alkyl group to be substituted. For example, the capacitance can be reduced.

また、上記の様に、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンとして、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオン、フルオロアルキルスルホン酸イオン、特には、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドイオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオンからなる群の内の少なくとも1つから選ばれたイオンであることが好ましい。
これにより体積抵抗率等の環境依存性を良好とすることができ、解離度が非常に大きい点や、EO−PO−AGE共重合体やエピクロルヒドリンゴム等の第1非連続相を構成するポリマーとの相容性が高い点からも好ましい。また、上記塩のうち、とりわけ、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオンからなる塩を用いると、体積抵抗率等の環境依存性を非常に小さく出来る。
In addition, as described above, bis (fluoroalkylsulfonyl) imide ion, tris (fluoroalkylsulfonyl) methide ion, fluoroalkylsulfonic acid ion, particularly bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ion, as anions having a fluoro group and a sulfonyl group , Tris (trifluoromethanesulfonyl) methide ion, and trifluoromethanesulfonate ion, preferably selected from at least one selected from the group consisting of ions.
Thereby, environmental dependency such as volume resistivity can be improved, the degree of dissociation is very large, and the polymer constituting the first discontinuous phase such as EO-PO-AGE copolymer and epichlorohydrin rubber This is also preferable from the viewpoint of high compatibility. In addition, among the above-mentioned salts, when a salt made of bis (fluoroalkylsulfonyl) imide ion or tris (fluoroalkylsulfonyl) methide ion is used, environmental dependency such as volume resistivity can be extremely reduced.

上記フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩の陽イオンは、アルカリ金属、2A族、遷移金属、両性金属のいずれかの陽イオンであることが好ましい。アルカリ金属は、特に、イオン化エネルギーが小さいため安定な陽イオンを形成しやすい点で好ましい。その他、金属の陽イオン以外にも、下記の化学式(化2、化3)で示されるような陽イオンを備えた塩とすることもできる。式中R〜Rは、各々炭素数1〜20のアルキル基またはその誘導体であり、R〜R、および、RとRは同じものでも別々のものでも良い。これらの中でも、R〜Rの内の3つがメチル基、その他の1つが炭素数4〜20、より好ましくは炭素数6〜20のアルキル基またはその誘導体からなる、トリメチルタイプの第4級アンモニウム陽イオンからなる塩は電子供与性の強い3つのメチル基により窒素原子上の正電荷を安定化でき、他のアルキル基またはその誘導体によりポリマーとの相容性を向上できることから特に好ましい。また、化3の形式の陽イオンにおいては、RあるいはRは電子供与性を有する方が同じく窒素原子上の正電荷を安定しやすいことからメチル基あるいはエチル基であることが望ましい。このように、窒素原子上の正電荷を安定化させることにより、陽イオンとしての安定度を高め、より解離度が高く、よって導電性付与性能に優れた塩にすることができる。 The cation of the salt having an anion having a fluoro group and a sulfonyl group is preferably an alkali metal, group 2A, transition metal, or amphoteric metal cation. Alkali metals are particularly preferable because they have a low ionization energy and can easily form stable cations. In addition to the metal cation, a salt having a cation represented by the following chemical formula (Chemical Formula 2, Chemical Formula 3) can also be used. In the formula, R 1 to R 6 are each an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a derivative thereof, and R 1 to R 4 , and R 5 and R 6 may be the same or different. Among these, three of R 1 to R 4 are methyl groups, and the other one is an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, or a derivative thereof. A salt composed of an ammonium cation is particularly preferred because the positive charge on the nitrogen atom can be stabilized by three methyl groups having strong electron donating properties, and the compatibility with the polymer can be improved by other alkyl groups or derivatives thereof. In addition, in the cation of the chemical formula 3, R 5 or R 6 is preferably a methyl group or an ethyl group because it is easier to stabilize the positive charge on the nitrogen atom if it has an electron donating property. In this way, by stabilizing the positive charge on the nitrogen atom, the stability as a cation can be increased, and the salt can have a higher dissociation degree and thus excellent conductivity imparting performance.

上述した理由により、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩は、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドのアルカリ金属塩、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドのアルカリ金属塩、トリフルオロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩からなる群の内の少なくとも1つから選ばれた塩であるのが最適である。   For the reasons described above, salts having an anion having a fluoro group and a sulfonyl group include alkali metal salts of bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, alkali metal salts of tris (trifluoromethanesulfonyl) methide, alkali of trifluoromethanesulfonic acid. Most preferably, the salt is selected from at least one of the group consisting of metal salts.

陰イオンがビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオンからなる塩、特には、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムは、非常に高温に渡っても安定なため、従来、用いられていた過塩素酸リチウムや過塩素酸第4級アンモニウム塩等と異なり、防爆仕様にする等の処置が不要である。この点からも、製造コストを減じたり、安全性を確保したりでき、非常に優れている。   Salts having anions consisting of bis (fluoroalkylsulfonyl) imide ions and tris (fluoroalkylsulfonyl) methide ions, especially bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium, have been used in the past because they are stable even at very high temperatures. Unlike lithium perchlorate and perchloric acid quaternary ammonium salts, etc., there is no need for measures such as making them explosion-proof. From this point, the manufacturing cost can be reduced and the safety can be ensured, which is very good.

陽イオンと陰イオンに解離可能な塩は、分子量1万以下の低分子量ポリエーテル化合物や低分子量極性化合物からなる媒体を介さずに配合されていることが好ましい。このような媒体を用いると長時間連続して用いた場合に電気抵抗値が大きく上昇し、通電特性が悪くなったり、媒体がイオンとともに析出し、感光体汚染を起こしやすくなる。尚、分子量1万以下の低分子量ポリエーテル化合物の具体例としては、低分子量(一般に分子量が数百から数千まで)のポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール、ポリエーテルポリオール等があげられる。また、低分子量極性化合物としては、同じく分子量が1万以下の低分子量ポリエステルポリオール、アジピン酸エステル、フタル酸エステル等があげられる。
上記した媒体を介さずに、解離可能な塩を配合する方法は、公知の手法を用いることが出来る。例えば、ヘンシェルミキサー、タンブラー等でドライブレンドを行った後、解離可能な塩とポリマーを含むブレンド物を、単軸または二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー等で溶融混合を行う等の方法を用いることが出来る。この他、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのポリマー系で、解離可能な塩を高温で配合する場合、ポリマーの劣化を防ぐ等の目的で、必要に応じて、窒素などの不活性ガス雰囲気下で配合(混合)を行うことも出来る。
The salt capable of dissociating into a cation and an anion is preferably blended without a medium comprising a low molecular weight polyether compound having a molecular weight of 10,000 or less or a low molecular weight polar compound. If such a medium is used for a long period of time, the electrical resistance value is greatly increased, the current-carrying characteristics are deteriorated, and the medium is precipitated together with ions, so that the photosensitive member is liable to be contaminated. Specific examples of the low molecular weight polyether compound having a molecular weight of 10,000 or less include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyether polyol and the like having a low molecular weight (generally having a molecular weight of several hundred to several thousand). Further, examples of the low molecular weight polar compound include low molecular weight polyester polyols having a molecular weight of 10,000 or less, adipic acid esters, phthalic acid esters, and the like.
A known method can be used as a method of blending a dissociable salt without using the above medium. For example, after dry blending with a Henschel mixer, tumbler, etc., a blend containing a dissociable salt and polymer is melt-mixed with a single or twin screw extruder, Banbury mixer, kneader, etc. I can do it. In addition, when a dissociable salt is blended at a high temperature in a thermoplastic resin or thermoplastic elastomer polymer system, it may be used under an inert gas atmosphere such as nitrogen for the purpose of preventing deterioration of the polymer. Mixing (mixing) can also be performed.

本発明の導電性ポリマー組成物は、適度な弾性等を付与できるため、加硫ゴム組成物あるいは熱可塑性エラストマー組成物であることが好ましいが、その他、ポリマーとして樹脂を用いても良い。   The conductive polymer composition of the present invention is preferably a vulcanized rubber composition or a thermoplastic elastomer composition because it can impart appropriate elasticity and the like, but a resin may be used as the polymer.

上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させた第1非連続相を構成するポリマーは、エーテル結合やシアン基により、かかる塩から生じる陽イオンを強く安定化出来ることから、塩とポリマーとの親和性を高く出来るという理由により、ポリオキシアルキレン系共重合体、シアン基を有するポリマー、エピクロヒドリン系ポリマーの少なくとも1つを主成分としていることが好ましい。このように、第1非連続相を構成するポリマーと塩との親和性を高くすることにより、組成物全体の抵抗値を効果的に下げることが出来るとともに、塩の系外への析出や、連続使用時の抵抗値の上昇を防ぐことが出来る。   Since the polymer constituting the first discontinuous phase in which the salt capable of dissociating into a cation and an anion is unevenly distributed can be strongly stabilized by an ether bond or a cyan group, the salt and the polymer It is preferable that the main component is at least one of a polyoxyalkylene copolymer, a cyan group-containing polymer, and an epichlorohydrin polymer. Thus, by increasing the affinity between the polymer constituting the first discontinuous phase and the salt, the resistance value of the entire composition can be effectively reduced, and precipitation of the salt outside the system, It is possible to prevent the resistance value from increasing during continuous use.

具体的には、上記第1非連続相を構成するポリマーとしては、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体(EO−PO−AGE共重合体)あるいは/及びエピクロルヒドリンゴムを用いることが好ましい。エピクロルヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体等が挙げられる。   Specifically, it is preferable to use ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer (EO-PO-AGE copolymer) or / and epichlorohydrin rubber as the polymer constituting the first discontinuous phase. . As epichlorohydrin rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-propylene oxide copolymer And epichlorohydrin-allyl glycidyl ether copolymer.

この他、ポリエチレンオキサイドブロックポリアミド共重合体、ポリエーテルエステルアミド共重合体も、本発明で用いられる塩との親和性が大きく、第1非連続相を構成するポリマーとして好適に用いられる。
具体的には、例えば、上記第1非連続相はポリエーテル系ポリマー、連続相は低ニトリルNBR、第2非連続層はEPDMとし、低ニトリルNBRを90〜50重量%、ポリエーテル系ポリマーを0.5〜25重量%、EPDMを10〜40重量%、上記塩を0.1〜2重量%で配合するとよい。
In addition, a polyethylene oxide block polyamide copolymer and a polyether ester amide copolymer also have a high affinity with the salt used in the present invention, and are preferably used as a polymer constituting the first discontinuous phase.
Specifically, for example, the first discontinuous phase is a polyether polymer, the continuous phase is low nitrile NBR, the second discontinuous layer is EPDM, the low nitrile NBR is 90 to 50% by weight, the polyether polymer is It is good to mix | blend 0.5-25 weight%, EPDM 10-40 weight%, and the said salt 0.1-2 weight%.

前記EO−PO−AGE共重合体を用いた場合、組成物の物性(圧縮永久ひずみ、硬度)を維持しながら、体積抵抗率を低減できるように共重合比率を設定することができる。共重合体中、エチレンオキサイド比率は55モル%以上95モル%以下であるのが好ましく、65モル%以上92モル%以下であるとより好ましい。イオン導電性が発揮されるのは、ポリマー中のオキソニウムイオンや金属陽イオン等(例えば、添加した塩中のリチウムイオン等の陽イオン等)が、エチレンオキサイドユニットやプロピレンオキサイドユニットで安定化され、その部分の分子鎖のセグメント運動により運搬されることによる。尚、一般にはエチレンオキサイドユニットの方がプロピレンオキサイドユニットよりも上記の安定化能は高い。よって、エチレンオキサイドユニットの比率が高い方が多くのイオンを安定化でき、より低抵抗化を実現できる。一方、エチレンオキサイドユニットの比率が95モル%を超えると、エチレンオキサイドユニットが結晶化してイオンを輸送しにくくなり、電気抵抗は上昇してしまう。
EO−PO−AGE共重合体を用いた場合、アリルグリシジルエーテルの共重合比率は1モル%以上10モル%以下とするのが良い。1モル%未満ではブリードや感光体汚染の発生が起こり易くなる一方、10モル%を超えると、加硫後の架橋点の数が多くなり、低抵抗を実現しにくく、また、引張強さや疲労特性、耐屈曲性が悪化しやすい。また、EO−PO−AGE共重合体の数平均分子量は10000以上が好ましく、より好ましくは50000以上が良い。この理由はブリードブルームや感光体汚染を防止するためである。
When the EO-PO-AGE copolymer is used, the copolymerization ratio can be set so that the volume resistivity can be reduced while maintaining the physical properties (compression set, hardness) of the composition. In the copolymer, the ethylene oxide ratio is preferably 55 mol% or more and 95 mol% or less, and more preferably 65 mol% or more and 92 mol% or less. Ionic conductivity is exhibited because oxonium ions and metal cations in the polymer (for example, cations such as lithium ions in the added salt) are stabilized by ethylene oxide units and propylene oxide units. , By being transported by the segmental motion of the molecular chain of that part. In general, ethylene oxide units have a higher stabilizing ability than propylene oxide units. Therefore, a higher ratio of the ethylene oxide unit can stabilize more ions and realize a lower resistance. On the other hand, when the ratio of the ethylene oxide unit exceeds 95 mol%, the ethylene oxide unit is crystallized and it becomes difficult to transport ions, and the electrical resistance increases.
When an EO-PO-AGE copolymer is used, the copolymerization ratio of allyl glycidyl ether is preferably 1 mol% or more and 10 mol% or less. If it is less than 1 mol%, bleed or photoconductor contamination is likely to occur, while if it exceeds 10 mol%, the number of crosslinking points after vulcanization will increase, making it difficult to achieve low resistance, as well as tensile strength and fatigue. Characteristics and flex resistance are likely to deteriorate. Further, the number average molecular weight of the EO-PO-AGE copolymer is preferably 10,000 or more, more preferably 50,000 or more. The reason is to prevent bleed bloom and photoconductor contamination.

上記連続相を構成するポリマーは、低ニトリルNBRあるいは/及び中高ニトリルNBR、または、ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしていることが好ましい。これにより、全体として極力低い抵抗値とすることができる上に、解離可能な塩の組成物外への移行や連続通電時の抵抗上昇を防ぐことができる。なお、連続相の材料としては、ある程度電気抵抗値が低く、かつ、Tgが低いため室温付近での粘弾性の温度依存性が小さく、それによって体積抵抗率の環境依存性を小さくすることの出来る、低ニトリルNBR等が特に好ましい。また、これらのポリマーのTgとしては−40℃以下、より好ましくは−50℃以下がよい。かかるTgは低ければ低い程よいが、実際に存在するあるいは、実用化されているポリマーの中でコストを考慮しながら探すことを考えると、−120℃以上、あるいは、−100℃以上、あるいは、−80℃以上程度となる。   The polymer constituting the continuous phase is preferably a low nitrile NBR or / and a medium / high nitrile NBR or a polyester-based thermoplastic elastomer. As a result, the resistance value as a whole can be made as low as possible, and the dissociable salt can be prevented from shifting out of the composition and from increasing in resistance during continuous energization. As the material of the continuous phase, since the electrical resistance value is low to some extent and the Tg is low, the temperature dependence of the viscoelasticity near room temperature is small, thereby making it possible to reduce the environmental dependence of the volume resistivity. Particularly preferred are low nitrile NBR and the like. The Tg of these polymers is -40 ° C or lower, more preferably -50 ° C or lower. The lower the Tg, the better. However, considering searching for a polymer that is actually present or in practical use in consideration of cost, it is −120 ° C. or higher, −100 ° C. or higher, or − It becomes about 80 ° C. or higher.

陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させない上記第2非連続相は、低極性ゴムを主成分としていることが好ましい。具体的には、低極性ゴムが、エチレンプロピレンジエン共重合ゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、ブチルゴム(IIR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)から選択される1種以上のゴムであることが好ましい。これにより、組成物に耐オゾン性を付与することができる。例えば、画像形成装置に用いられる導電性部材等に用いた場合でも、装置内に生じるオゾンに対して、耐オゾン性を確保することができる。
さらに、系全体の室温付近での粘弾性の温度依存性を小さくして、電気抵抗値の環境依存性を小さくするために、連続相に用いるポリマーだけでなく、第2非連続相に用いるポリマーもよりTgの低いものが好ましい。これは、第1非連続相に用いるポリマーについても同様である。尚、これらのポリマーのTgとしては−40℃以下であることが好ましく、さらには−50℃以下であるとより好ましい。第1非連続相あるいは、第2非連続相に用いるポリマーのTgの下限についても、連続相を構成するポリマーの場合と同様に、低ければ低い程よいが、実際には、−120℃以上、あるいは、−100℃以上、あるいは、−80℃以上程度となる。
The second discontinuous phase that does not disperse a salt that can dissociate into a cation and an anion is preferably mainly composed of a low-polar rubber. Specifically, the low polarity rubber is at least one rubber selected from ethylene propylene diene copolymer rubber (EPDM), ethylene propylene rubber (EPM), butyl rubber (IIR), and styrene butadiene rubber (SBR). Is preferred. Thereby, ozone resistance can be provided to a composition. For example, even when used for a conductive member or the like used in an image forming apparatus, ozone resistance can be secured against ozone generated in the apparatus.
Furthermore, in order to reduce the temperature dependence of the viscoelasticity of the entire system near room temperature and to reduce the environmental dependence of the electrical resistance value, not only the polymer used for the continuous phase but also the polymer used for the second discontinuous phase. Those having a lower Tg are preferred. The same applies to the polymer used for the first discontinuous phase. The Tg of these polymers is preferably −40 ° C. or lower, and more preferably −50 ° C. or lower. As for the lower limit of the Tg of the polymer used for the first discontinuous phase or the second discontinuous phase, the lower the better, as in the case of the polymer constituting the continuous phase, but in practice, −120 ° C. or higher, or -100 ° C or higher, or -80 ° C or higher.

また、添加する塩から生じるイオンの一部を、陰イオン吸着剤等を用いてシングルイオン化し、導電性の安定や、少量添加時の導電性向上をはかることができる。陰イオン吸着剤としては、MgとAlを主成分とする合成ハイドロタルサイト、Mg−Al系,Sb系,Ca系等の無機イオン交換体やアニオンを連鎖中に固定するイオン席を有する共重合体等の公知の化合物が有用である。具体的には、合成ハイドロタルサイト(協和化学工業(株)製、商品名キョーワード2000、キョーワード1000)、アニオン交換性イオン交換樹脂(日本錬水(株)製、商品名ダイアノンDCA11)等が挙げられる。   In addition, a part of the ions generated from the added salt can be converted into a single ion by using an anion adsorbent or the like to stabilize the conductivity or improve the conductivity when added in a small amount. Anion adsorbents include synthetic hydrotalcite mainly composed of Mg and Al, inorganic ion exchangers such as Mg-Al, Sb, and Ca and co-heavy having an ion site for fixing anions in the chain. Known compounds such as coalescence are useful. Specifically, synthetic hydrotalcite (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., trade name Kyoward 2000, Kyoward 1000), anion exchange ion exchange resin (manufactured by Nippon Nensui Co., Ltd., trade name Dyanon DCA11), etc. Is mentioned.

ポリマーとして塩素等のハロゲンを含むポリマーを使用する場合、ポリマーの脱塩化水素反応による劣化や、混練機が錆びるのを防ぐため、ハイドロタルサイト等の受酸剤を配合することが好ましい。配合量としては、合成ハイドロタルサイトの場合、ハロゲン含有ポリマー100重量部に対して、1重量部以上15重量部以下、好ましくは3重量部以上12重量部以下とすると良い。   When a polymer containing halogen such as chlorine is used as the polymer, it is preferable to incorporate an acid acceptor such as hydrotalcite in order to prevent deterioration of the polymer due to dehydrochlorination reaction and rusting of the kneader. In the case of synthetic hydrotalcite, the blending amount is 1 to 15 parts by weight, preferably 3 to 12 parts by weight, based on 100 parts by weight of the halogen-containing polymer.

添加する加硫剤としては、特に、低電気抵抗を実現できるため、硫黄が好ましい。また、硫黄、有機含硫黄化合物の他、過酸化物なども使用可能であり、これらを併用することもできる。特に、EPDM、EPM等を上記第2非連続相を形成する低極性ゴムとして用いた場合、過酸化物によればこれらのゴムからなる相を効果的に加硫することができる。
有機含硫黄化合物としては、例えば、テトラエチルチウラムジスルフィド、N,N−ジチオビスモルホリンなどが挙げられる。過酸化物としてはジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド等を挙げることができる。なお、これらのうち、加硫とともに発泡を行う場合には、加硫速度と発泡速度のバランスが良くなる点から硫黄を用いるのが好ましい。加硫剤の添加量は、ポリマー成分100重量部に対して、0.5重量部以上5重量部以下、好ましくは1重量部以上3重量部以下がよい。
As the vulcanizing agent to be added, sulfur is particularly preferable because low electrical resistance can be realized. In addition to sulfur and organic sulfur-containing compounds, peroxides can be used, and these can be used in combination. In particular, when EPDM, EPM, or the like is used as the low-polar rubber forming the second discontinuous phase, the peroxide phase can be effectively vulcanized.
Examples of the organic sulfur-containing compound include tetraethylthiuram disulfide and N, N-dithiobismorpholine. Examples of the peroxide include dicumyl peroxide and benzoyl peroxide. Of these, when foaming is performed together with vulcanization, it is preferable to use sulfur from the viewpoint of improving the balance between the vulcanization speed and the foaming speed. The addition amount of the vulcanizing agent is 0.5 to 5 parts by weight, preferably 1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymer component.

また、加硫促進剤を配合してもよく、消石灰、マグネシア(MgO)、リサージ(PbO)等の無機促進剤や以下に記す有機促進剤を用いることができる。
有機促進剤としては、2−メルカプト・ベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系、チオウレア系等を適宜組み合わせて用いることができる。
また、加硫促進剤は、ポリマー成分100重量部に対して、1重量部以上5重量部以下、さらには2重量部以上4重量部以下が好ましい。
Moreover, you may mix | blend a vulcanization accelerator and can use inorganic promoters, such as slaked lime, magnesia (MgO), and risurge (PbO), and the organic promoter described below.
Organic promoters include 2-mercapto-benzothiazole, thiazoles such as dibenzothiazyl disulfide, sulfenamides such as N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram Thiurams such as disulfide, tetraethylthiuram disulfide, and dipentamethylenethiuram tetrasulfide, and thioureas can be used in appropriate combination.
The vulcanization accelerator is preferably 1 part by weight or more and 5 parts by weight or less, and more preferably 2 parts by weight or more and 4 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polymer component.

また、加硫促進助剤を配合しても良く、例えば亜鉛華等の金属酸化物、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の加硫促進助剤が挙げられる。
柔軟性等の付与のためポリマー成分100重量部に対して、化学発泡剤を3重量部以上12重量部以下の割合で配合しても良い。その他、オイル等の軟化剤、老化防止剤等を配合しても良い。
また、機械的強度を向上させる等の目的のために、電気特性や他の物性を損なわない範囲で必要に応じて充填剤を配合することができる。充填剤としては、例えば、シリカ、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム等の粉体を挙げることができる。充填剤はポリマー100重量部に対し5重量部以上60重量部以下とするのが良い。
Further, a vulcanization acceleration aid may be blended, and examples thereof include metal oxides such as zinc white, fatty acids such as stearic acid, oleic acid, and cottonseed fatty acid, and other conventionally known vulcanization acceleration aids.
You may mix | blend a chemical foaming agent in the ratio of 3 to 12 weight part with respect to 100 weight part of polymer components for provision of a softness | flexibility etc. In addition, you may mix | blend softeners, such as oil, anti-aging agent, etc.
Further, for the purpose of improving the mechanical strength, a filler can be blended as necessary within a range not impairing the electrical characteristics and other physical properties. Examples of the filler include powders such as silica, carbon black, clay, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, and aluminum hydroxide. The filler is preferably 5 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer.

なお、本発明の導電性ポリマー組成物は、塩素、あるいは臭素を含有する塩を用いないで、非塩素系、非臭素系とするとより好ましい。
具体的には、ポリマーとして塩素・臭素を含まない材料を用いると共に、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウムあるいは、過塩素酸第4級アンモニウム塩等の塩素・臭素を含む塩を用いず、組成物全体として非塩素、非臭素系の組成物とすることで、導電性ローラのシャフト等の金属表面を腐食したり、発錆させたりあるいは汚染したりする恐れがなくなる。さらに、使用後の焼却処理等も非常に行いやすく、環境に優しい組成物とすることができる。
The conductive polymer composition of the present invention is more preferably non-chlorine or non-bromine without using a salt containing chlorine or bromine.
Specifically, a polymer that does not contain chlorine / bromine is used as a polymer, and a salt containing chlorine / bromine such as lithium perchlorate, sodium perchlorate or quaternary ammonium perchlorate is not used. By using a non-chlorine or non-bromine composition as a whole, there is no risk of corroding, rusting or contaminating the metal surface such as the shaft of the conductive roller. Furthermore, an incineration process after use can be performed very easily, and an environmentally friendly composition can be obtained.

本発明の導電性部材の導電層を形成する導電性ポリマー組成物は、JIS K6262に記載の加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験法において、測定温度70℃、測定時間22〜24時間、圧縮率25%で測定した圧縮永久ひずみの大きさが30%以下であることが好ましい。これは、30%より大きいと、上記組成物を成形してローラやベルト等の導電性部材として使用した時に寸法変化が大きくなりすぎて実用に適さない場合があるためである。なお、より好ましくは25%以下であり、小さければ小さいほど良いが、現状の配合技術や測定精度を考慮すると、実際には1%以上程度が実現可能な値である。   The conductive polymer composition forming the conductive layer of the conductive member of the present invention is a vulcanized rubber and thermoplastic rubber permanent strain test method described in JIS K6262, with a measurement temperature of 70 ° C., a measurement time of 22 to 24 hours, The compression set measured at a compression rate of 25% is preferably 30% or less. This is because if the ratio is larger than 30%, the dimensional change becomes too large when the composition is molded and used as a conductive member such as a roller or a belt, which may not be suitable for practical use. More preferably, it is 25% or less, and the smaller the better. However, in consideration of the current blending technique and measurement accuracy, a value of about 1% or more is actually possible.

また、本発明の導電性部材の導電層を形成する導電性ポリマー組成物は、印加電圧100Vのもとで測定したJIS K6911に記載の体積抵抗率が104.0〜1012.0[Ω・cm]の範囲、好ましくは106.0〜1010[Ω・cm]、さらに好ましくは107.5〜109.5[Ω・cm]としている。これは、体積抵抗率が1012.0[Ω・cm]より大きくなると、導電性部材等とした際に、良好な導電性が得られず、実用に適さなくなるためである。また、該組成物を成形してローラやベルト等とした際に転写や帯電、トナー供給等の効率が低下しやすいためである。一方、体積抵抗率が104.0[Ω・cm]より小さくなると、電荷の保持が困難となる等、画像形成装置の部材として機能しなくなることがあるためである。 The conductive polymer composition forming the conductive layer of the conductive member of the present invention has a volume resistivity of 10 4.0 to 10 12.0 [Ω measured according to JIS K6911 measured under an applied voltage of 100V. · Cm], preferably 10 6.0 to 10 10 [Ω · cm], more preferably 10 7.5 to 10 9.5 [Ω · cm]. This is because when the volume resistivity is larger than 10 12.0 [Ω · cm], when the conductive member is used, good conductivity cannot be obtained and it is not suitable for practical use. In addition, when the composition is molded into a roller, a belt, or the like, the efficiency of transfer, charging, toner supply, etc. is likely to decrease. On the other hand, if the volume resistivity is smaller than 10 4.0 [Ω · cm], it may be difficult to retain electric charges, and the function as a member of the image forming apparatus may be lost.

上記導電層を備えた導電性部材はローラ形状、あるいはエンドレスベルト形状として画像形成装置に用いる導電性ローラあるいは導電性ベルトとしている。
該導電性ローラや導電性ベルトからなる導電性部材は、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩と、該陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させる第1非連続相を構成するポリマーとを混練あるいは均一に混合した後に、該混練物あるいは該混合物に連続相を構成するポリマーや第2非連続相を構成するポリマー等を加えて再度混練して得られた導電性ポリマー組成物を作製し、
上記導電性ポリマー組成物を加熱成形することで導電層を備えた導電性ローラあるいは導電性ベルトからなる導電性部材を製造している。
このように、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を所望のポリマー中に偏在させ、かつ陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させたポリマーを第1非連続相とした導電性ポリマー組成物を、押出成形等によりローラ状、ベルト状等の所望の形状に成形することで、良好な導電性を示す導電層を備えた導電性部材を容易に製造することができる。
The conductive member provided with the conductive layer is a conductive roller or conductive belt used in an image forming apparatus in a roller shape or an endless belt shape.
The conductive member comprising the conductive roller or the conductive belt includes a salt constituting a first discontinuous phase in which a salt dissociable into a cation and an anion and a salt dissociable into the cation and an anion are unevenly distributed. A conductive polymer composition obtained by kneading or uniformly mixing and kneading again or adding a polymer constituting a continuous phase or a polymer constituting a second discontinuous phase to the kneaded product or the mixture. Made,
A conductive member made of a conductive roller or a conductive belt provided with a conductive layer is manufactured by thermoforming the conductive polymer composition.
Thus, a conductive polymer in which a salt dissociable into a cation and an anion is unevenly distributed in a desired polymer, and a polymer in which a salt dissociable into a cation and an anion is unevenly distributed is a first discontinuous phase. By forming the composition into a desired shape such as a roller shape or a belt shape by extrusion or the like, a conductive member provided with a conductive layer exhibiting good conductivity can be easily produced.

導電性ローラとする場合には、23℃、相対湿度55%の環境下で、1000Vの定電圧を96時間連続印加した場合の抵抗値R[Ω]を測定し、抵抗値の上昇量Δlog10R=log10R(t=96hr.)−log10R(t=0hr.)の値を0.5以下としているのが好ましい。これは、上記のように規定するローラ抵抗値の上昇量の指標値が0.5より大きいと、導電性ローラを連続使用等した際の抵抗の上昇が大きくなり、より大きな電源を必要としたり、実用に支障をきたすおそれが生じたりするためである。かかる上昇量の指標値は小さければ小さい程良いが、測定精度や現在の配合技術の水準から考えると、0.01以上、あるいは、0.05以上、あるいは、0.08以上程度となる。
一方、導電性ベルトとする場合には、同様に23℃、相対湿度55%の環境下で厚みが0.25mmのサンプルに対し、1000Vの定電圧を5時間連続で印加した場合の体積抵抗率ρv[Ω・cm]を測定し、体積抵抗率の上昇量Δlog10ρv=log10ρv(t=5hr.)−log10ρv(t=0hr.)の値を0.5以下としていることが好ましい。0.5よりも大きくなると、導電性ローラと同様の問題を生じる。尚、かかる上昇量の下限については、導電性ローラの場合と同様、小さければ小さい程良いが、測定精度や現在の配合技術の水準から考えると、0.01以上、あるいは、0.1以上、あるいは、0.3以上程度となる。
When a conductive roller is used, a resistance value R [Ω] is measured when a constant voltage of 1000 V is continuously applied for 96 hours in an environment of 23 ° C. and a relative humidity of 55%, and an increase in resistance value Δlog 10 The value of R = log 10 R (t = 96 hr.) − Log 10 R (t = 0 hr.) Is preferably 0.5 or less. This is because if the index value of the amount of increase in the roller resistance value specified above is larger than 0.5, the increase in resistance when the conductive roller is continuously used becomes large, and a larger power source is required. This is because there is a possibility of impeding practical use. The smaller the index value of the amount of increase, the better. However, considering the measurement accuracy and the level of the current blending technique, it is about 0.01 or more, 0.05 or more, or 0.08 or more.
On the other hand, when a conductive belt is used, the volume resistivity when a constant voltage of 1000 V is applied continuously for 5 hours to a sample having a thickness of 0.25 mm in an environment of 23 ° C. and 55% relative humidity. ρv [Ω · cm] is measured, and the volume resistivity increase amount Δlog 10 ρv = log 10 ρv (t = 5 hr.) − log 10 ρv (t = 0 hr.) is 0.5 or less. preferable. When it exceeds 0.5, the same problem as that of the conductive roller occurs. As for the lower limit of the increase amount, the smaller the better, as in the case of the conductive roller, but considering the measurement accuracy and the level of the current blending technology, 0.01 or more, or 0.1 or more, Or it becomes about 0.3 or more.

また、10℃相対湿度15%、32.5℃相対湿度90%の条件下でのローラ抵抗値R[Ω]あるいは導電性ベルトの体積抵抗率ρv[Ω・cm]を測定し、ローラ抵抗値、あるいはベルトの体積抵抗率の環境依存性Δlog10R=log10R(10℃相対湿度15%)−log10R(32.5℃相対湿度90%)の値、あるいはΔlog10ρv=log10ρv(10℃相対湿度15%)−log10ρv(32.5℃相対湿度90%)の値を1.7以下としていることが好ましい。
これは、上記ローラ抵抗値あるいはベルト体積抵抗率の環境依存性の指標値が1.7より大きいと導電性部材の使用環境の変化による抵抗値の変化が大きいため、より大きな電源を必要とし、画像形成装置の消費電力や製品コストが上昇したりするためである。
特に、導電性ローラの場合は上記抵抗値の環境依存性の指標値は1.4以下、さらには好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下が良い。かかる指標値は小さければ小さい程良いが、測定精度や現在の技術水準から考えると、0.1以上、あるいは、0.5以上あるいは、0.8以上程度となる。
また、導電性ベルトの場合は上記抵抗値の環境依存性の指標値は1.6以下が良く、小さければ小さい程良いが、測定精度や現在の技術水準から考えると、0.1以上、あるいは、0.5以上、あるいは、1.0以上程度となる。本発明の画像形成装置用の導電性部材は、従来のイオン導電性ゴム組成物、或いは、熱可塑性でない反応硬化型のイオン導電性ウレタン組成物等からなる部材では実現できていなかったレベルの環境依存性の低減を実現している。
In addition, the roller resistance value R [Ω] or the volume resistivity ρv [Ω · cm] of the conductive belt under the conditions of 10 ° C. relative humidity 15%, 32.5 ° C. relative humidity 90%, and the roller resistance value are measured. Or the environmental dependency of the volume resistivity of the belt Δlog 10 R = log 10 R (10 ° C. relative humidity 15%) − log 10 R (32.5 ° C. relative humidity 90%), or Δlog 10 ρv = log 10 It is preferable that the value of ρv (10 ° C. relative humidity 15%) − log 10 ρv (32.5 ° C. relative humidity 90%) is 1.7 or less.
This is because if the index value of the environmental dependency of the roller resistance value or the belt volume resistivity is greater than 1.7, the resistance value changes greatly due to the change in the use environment of the conductive member, so a larger power source is required. This is because power consumption and product cost of the image forming apparatus increase.
In particular, in the case of a conductive roller, the index value for the environmental dependency of the resistance value is 1.4 or less, more preferably 1.3 or less, and even more preferably 1.2 or less. The smaller the index value, the better. However, considering the measurement accuracy and the current technical level, the index value is 0.1 or more, 0.5 or more, or 0.8 or more.
In the case of a conductive belt, the index value of the environmental dependency of the resistance value is preferably 1.6 or less, and the smaller the better, but in view of measurement accuracy and current technical level, 0.1 or more, or 0.5 or more, or about 1.0 or more. The conductive member for an image forming apparatus of the present invention has a level of environment that could not be realized by a member made of a conventional ion conductive rubber composition or a reaction curing type ion conductive urethane composition that is not thermoplastic. Reduces dependency.

また、上記導電性部材、特に、導電性ローラとする場合には、発泡倍率(体積%)を100%以上500%以下とし、JIS K6253に記載のタイプEデュロメータで測定した硬度が60度以下の発泡層とすることが好ましい。これにより、柔軟性が向上し、転写ロール等に使用したときに、転写部材を押圧した時のトナー画像の乱れが生じにくく、良好な画像を得ることができる。このように導電性部材中の導電層の表面積が大きくなる発泡層とした場合でも、本発明を用いると、移行汚染を防止でき、通電時の抵抗上昇を抑制することができ非常に優れている。尚、後述する実施例・比較例からもわかるように発泡層とした場合の連続通電時の抵抗上昇は、ソリッドの場合に比べて一般にかなり大きくなるが、そのような場合においても、本発明により供給される導電性(発泡)部材は、かかる抵抗上昇を小さく抑えることが出来、非常に優れている。尚、発泡倍率は150%以上300%以下がより好ましく、200%以上270%以下がさらに好ましい。また、硬度(デュロメータE硬度)は、20度以上40度以下がより好ましく、25度以上35度以下がさらに好ましい。   When the conductive member, particularly a conductive roller, is used, the expansion ratio (volume%) is 100% or more and 500% or less, and the hardness measured with a type E durometer described in JIS K6253 is 60 degrees or less. A foamed layer is preferred. Thereby, flexibility is improved, and when used for a transfer roll or the like, the toner image is hardly disturbed when the transfer member is pressed, and a good image can be obtained. Even in the case where the surface area of the conductive layer in the conductive member is increased as described above, the present invention can be used to prevent migration contamination and suppress an increase in resistance during energization. . As can be seen from the examples and comparative examples described later, the resistance increase during continuous energization in the case of the foam layer is generally considerably larger than that in the case of solid, but even in such a case, according to the present invention. The supplied conductive (foamed) member can suppress such an increase in resistance and is excellent. The expansion ratio is more preferably 150% or more and 300% or less, and further preferably 200% or more and 270% or less. Further, the hardness (durometer E hardness) is more preferably 20 degrees or more and 40 degrees or less, and further preferably 25 degrees or more and 35 degrees or less.

導電性ローラは、円筒状の導電層と円柱状の芯金とを備えた構成とし、芯金の周囲の導電層1層のみとしても良いが、導電層以外に、ロールの抵抗調整や、表面保護等のために2層、3層等の複層構造としても良く、要求性能に応じて各層の種類、積層順序、積層厚み等を適宜設定することができる。芯金は、アルミニウム、アルミニウム合金、SUS、鉄等の金属製、セラミック製等とすることができる。また、導電性ローラの表面に紫外線照射や各種コーティングを行い、紙粉の付着やトナーの固着を防止することもできる。
上記導電性ローラは画像形成装置内で使用され、具体的には、感光ドラムを一様に帯電させるための帯電ローラ、トナーを感光体に付着させるための現像ローラ、トナー像を感光体等から用紙または中間転写ベルト等に転写するための転写ローラ、トナーを搬送させるためのトナー供給ローラ、転写ベルトを内側から駆動するための駆動ローラとして用いられる。
The conductive roller may have a configuration including a cylindrical conductive layer and a cylindrical cored bar, and may include only one conductive layer around the cored bar. For protection and the like, a multi-layer structure such as two layers or three layers may be used, and the type of each layer, the stacking order, the stacking thickness, and the like can be appropriately set according to the required performance. The core metal can be made of metal such as aluminum, aluminum alloy, SUS, iron, or ceramic. In addition, the surface of the conductive roller can be irradiated with ultraviolet rays and various coatings to prevent paper dust and toner from sticking.
The conductive roller is used in an image forming apparatus. Specifically, a charging roller for uniformly charging the photosensitive drum, a developing roller for attaching toner to the photosensitive member, and a toner image from the photosensitive member. It is used as a transfer roller for transferring to paper or an intermediate transfer belt, a toner supply roller for transporting toner, and a drive roller for driving the transfer belt from the inside.

導電性ローラは、常法により作製でき、例えば、上記導電性ポリマー組成物(混練物)を単軸押出機でチューブ状に予備成形し、この予備成形品を160℃、15〜70分加硫したのち、芯金を挿入・接着し表面を研磨した後、所要寸法にカットしてローラとする等の従来公知の種々の方法を用いることができる。加硫時間は、加硫試験用レオメータ(例:キュラストメータ)により最適加硫時間を求めて決めるとよい。また、加硫温度は必要に応じて上記温度に上下して定めてもよい。なお、感光体汚染と圧縮永久ひずみを低減させるため、なるべく十分な加硫量を得られる様に条件を設定することが好ましい。なお、ローラの加硫方法については、水蒸気加圧下の加硫缶中で加硫しても構わないし、可能な配合に関しては連続加硫による方法をとっても構わない。また、必要に応じて二次加硫を行っても良い。また、導電性ローラは、印加電圧1000Vにおけるローラ抵抗値が103.5Ω〜1011.0Ωであることが好ましく、104.0Ω〜109.0Ωであることがより好ましく、さらには104.5Ω〜108.5Ωが好ましい。 The conductive roller can be produced by a conventional method. For example, the conductive polymer composition (kneaded material) is preformed into a tube shape with a single screw extruder, and the preform is vulcanized at 160 ° C. for 15 to 70 minutes. After that, after inserting and adhering the cored bar and polishing the surface, various conventionally known methods such as cutting to a required dimension to form a roller can be used. The vulcanization time may be determined by determining the optimum vulcanization time using a vulcanization test rheometer (eg, curast meter). Further, the vulcanization temperature may be determined by raising or lowering the temperature as necessary. In order to reduce photoreceptor contamination and compression set, it is preferable to set conditions so as to obtain a sufficient vulcanization amount. In addition, about the vulcanization method of a roller, you may vulcanize | cure in the vulcanization can under a steam pressurization, and about the possible mixing | blending, you may take the method by continuous vulcanization. Moreover, you may perform secondary vulcanization as needed. Further, the conductive roller preferably has a roller resistance value of 10 3.5 Ω to 10 11.0 Ω at an applied voltage of 1000 V, more preferably 10 4.0 Ω to 10 9.0 Ω, Furthermore, 10 4.5 Ω to 10 8.5 Ω is preferable.

導電性ベルトは、導電層1層のみとしても良いし、導電層以外に、抵抗調整や、表面保護等のために内周面あるいは外周面に層を設け、2層、3層等の複層構造としても良い。要求性能に応じて各層の種類、積層順序、積層厚み等を適宜設定することができる。また、導電性ベルトの表面に紫外線照射や各種コーティングを行い、紙粉の付着やトナーの固着を防止することもできる。
上記導電性ベルトは画像形成装置に用いられ、具体的には、転写ベルト、中間転写ベルト、定着ベルト、感光体基体用ベルト等として用いられる。
転写ベルトまたは中間転写ベルトとした場合には、転写時に残ったトナーをかき取りやすくするため、トナーの着脱性を変化させるため、表面エネルギーをコントロールするため等、目的に応じ、ウレタン、アクリル、ゴムラテックス等を主ポリマーとし、フッ素系樹脂を分散させたような公知の材料を静電塗装、吹き付け塗装、ディッピング、刷毛塗り塗装等公知の方法により塗布したコーティング層を設けることが好ましい。コーティング層の厚みは1μm〜20μmが好ましい。これにより、更なるベルトの高機能化を実現することができる。
The conductive belt may have only one conductive layer, and in addition to the conductive layer, a layer is provided on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface for resistance adjustment, surface protection, and the like. It is good also as a structure. Depending on the required performance, the type, stacking order, stacking thickness, etc. of each layer can be set as appropriate. In addition, the surface of the conductive belt can be irradiated with ultraviolet rays and various coatings to prevent paper dust and toner from sticking.
The conductive belt is used in an image forming apparatus. Specifically, the conductive belt is used as a transfer belt, an intermediate transfer belt, a fixing belt, a photoreceptor substrate belt, or the like.
In the case of a transfer belt or intermediate transfer belt, urethane, acrylic, rubber, etc., depending on the purpose, to make it easier to scrape off the toner remaining at the time of transfer, to change toner detachability, to control surface energy, etc. It is preferable to provide a coating layer in which a known material, such as latex or the like, in which a fluorine-based resin is dispersed is applied by a known method such as electrostatic coating, spray coating, dipping, or brush coating. The thickness of the coating layer is preferably 1 μm to 20 μm. Thereby, the further functional enhancement of the belt can be realized.

上記導電性ベルトは、上記導電性ポリマー組成物(混練物)を、樹脂用の押出成形機により200℃〜270℃、好ましくは200℃〜250℃、さらに好ましくは220℃〜240℃で、ベルト状に押し出して成形した後、空冷してベルト本体を作製する等の従来公知の種々の方法を用いることができる。
押出成形されるベルトの肉厚は50μm〜500μmとするのが良い。押出成形する際にダイリップの間隙を調整すること、また、熱可塑性組成物の吐出量とベルトの引き取り速度を調整することで可変とすることができる。
上記範囲としているのは、50μmより薄いと伸びやすくなり、例えば中間転写ベルトとして使用しカラーの画像形成装置で多色トナーを重ねて作像する際にズレが生じやすくなったりするためである。一方、500μmより厚いとベルトの曲げ剛性が高くなり、ベルトを駆動軸に懸架しにくくなくなる。また、ベルト外面の表面粗さRzは2.0μm以下、さらには1.8μm以下であることが好ましい。これにより転写効率や搬送性、トナークリーニング性を良好なものとすることができる。
The conductive belt is a belt in which the conductive polymer composition (kneaded material) is 200 to 270 ° C., preferably 200 to 250 ° C., more preferably 220 to 240 ° C. by an extruder for resin. Various conventionally known methods such as forming the belt main body by air cooling after being extruded into a shape can be used.
The thickness of the extruded belt is preferably 50 μm to 500 μm. It can be made variable by adjusting the gap of the die lip at the time of extrusion molding and adjusting the discharge amount of the thermoplastic composition and the take-up speed of the belt.
The above range is that when the thickness is less than 50 μm, the film tends to be stretched, and for example, misalignment is likely to occur when a multicolor toner is formed on a color image forming apparatus using a color image forming apparatus. On the other hand, if it is thicker than 500 μm, the bending rigidity of the belt becomes high and it becomes difficult to suspend the belt on the drive shaft. Further, the surface roughness Rz of the outer surface of the belt is preferably 2.0 μm or less, and more preferably 1.8 μm or less. Thereby, transfer efficiency, transportability, and toner cleaning properties can be improved.

上記導電性ベルトとしては、難燃性ベルトとすることが特に好ましい。
上記難燃性ベルトとする第二の発明として、
イオン導電性添加塩を含む導電性ポリマー組成物から形成される導電層を備えた画像形成装置用の導電性部材であって、
上記導電層は、連続相と1相または2相以上の非連続相とからなり、該連続相と非連続相とが海−島構造を呈し、上記非連続相の少なくとも1相は、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させた第1非連続相とし、該第1非連続相を構成するポリマーは上記連続相を構成するポリマーよりも上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩との親和性を高くしており、
上記導電性ポリマー組成物は、全ポリマー成分100重量部に対してポリエステル系熱可塑性エラストマーを95重量部〜50重量部とし、ポリマー組成物の全重量100重量%に対して難燃剤であるメラミンシアヌレートを15重量%〜40重量%の割合で含有すると共に、全ポリマー成分100重量部に対して下記の化学式1に記載の上記陰イオンを備えた塩を0.01重量部〜3重量部の割合で含有し、ポリエーテルブロックを有する共重合体を上記ポリエステル系熱可塑性エラストマー100重量部に対して5〜50重量部の割合で含有し、印加電圧100Vのもとで測定したJIS K6911に記載の体積抵抗率を1.0×10Ω・cm以上1.0×1012Ω・cm以下としている難燃性シームレスベルトからなることを特徴とする画像形成装置用の導電性部材を提供している
(式中、X,Xは、C,F−,−SO−を含む、炭素数が1〜8の官能基)
The conductive belt is particularly preferably a flame retardant belt.
As a second invention of the flame retardant belt ,
A conductive member for an image forming apparatus comprising a conductive layer formed from a conductive polymer composition containing an ion conductive additive salt,
The conductive layer includes a continuous phase and one or more discontinuous phases. The continuous phase and the discontinuous phase have a sea-island structure, and at least one of the discontinuous phases is a cation. And a first discontinuous phase in which a salt dissociable into anions is unevenly distributed, and the polymer constituting the first discontinuous phase is a salt capable of dissociating into the cation and anion than the polymer constituting the continuous phase. With high affinity,
The conductive polymer composition contains 95 to 50 parts by weight of a polyester-based thermoplastic elastomer with respect to 100 parts by weight of all polymer components, and melamine shear, which is a flame retardant with respect to 100% by weight of the polymer composition. In addition to containing 15% by weight to 40% by weight of nurate, and 0.01 parts by weight to 3 parts by weight of the salt having the anion described in Chemical Formula 1 below with respect to 100 parts by weight of the total polymer component. According to JIS K6911, a copolymer containing a polyether block and contained in a proportion of 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyester-based thermoplastic elastomer was measured under an applied voltage of 100V. characterized in that the volume resistivity of the flame-retardant seamless belt is less 1.0 × 10 6 Ω · cm or more 1.0 × 10 12 Ω · cm It provides a conductive member for an image forming apparatus.
(Wherein X 1 and X 2 are functional groups having 1 to 8 carbon atoms, including C, F—, —SO 2 —).

上記構成からなるベルトは、ポリエーテルブロックを有する共重合体を含有しているため、ポリエーテル構造が、組成物中の塩のイオンを安定化する。即ち、ポリエーテルブロックを有する共重合体が、イオン導電性を発現する上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩を選択的に取り込み、ポリエステル系熱可塑性エラストマー中に海島構造で分散される。また、難燃剤としてメラミンシアヌレートを含有させても、ベルトの体積抵抗率及びその環境依存性等に影響を及ぼすことはなく、ベルトの電気抵抗は変化しないため、導電性を維持したままベルトに難燃性を付与できる。   Since the belt having the above-described configuration contains a copolymer having a polyether block, the polyether structure stabilizes salt ions in the composition. That is, the copolymer having a polyether block selectively takes in the salt having an anion represented by the above chemical formula 1 that exhibits ionic conductivity, and is dispersed in a polyester-based thermoplastic elastomer in a sea-island structure. Even if melamine cyanurate is added as a flame retardant, the volume resistivity of the belt and its environmental dependency are not affected, and the electric resistance of the belt does not change. Flame retardancy can be imparted.

よって、難燃性を維持したまま、電界を加えた時の塩のポリマー外への流出を抑制できるため、塩のポリマー外への移行や連続通電時の抵抗上昇等を防ぐことができ、電気抵抗を効果的に低減した上で、連続通電による体積抵抗率の上昇を抑えることができる。
このように、上記難燃性ベルトは、優れた難燃性を有するため、画像形成装置において、高電圧、高温条件下でも、使用状態に制限を受けることなく使用することができ、高画質化を達成することができる。また、ベルトの抵抗調整が容易である上に、ベルト面内の抵抗値のバラツキが小さく、抵抗値の環境依存性・連続通電時の抵抗上昇も低減することができる。
例えば、中間転写ベルトとして用いた場合には、転写ズレや転写不良を発生することなく良好な転写性能を長期に亘って得ることができる。また、搬送ベルト、現像ベルト、定着ベルト、ベルト状感光体の基体ベルト等にも使用することができ、各々従来よりも良好な性能を得ることができる。
Therefore, since the outflow of the salt to the outside of the polymer when an electric field is applied can be suppressed while maintaining the flame retardancy, the migration of the salt to the outside of the polymer and the increase in resistance during continuous energization can be prevented. It is possible to suppress an increase in volume resistivity due to continuous energization while effectively reducing the resistance.
As described above, since the flame retardant belt has excellent flame retardancy, it can be used in an image forming apparatus even under high voltage and high temperature conditions without being limited by the use state, thereby improving image quality. Can be achieved. In addition, the resistance of the belt can be easily adjusted, the variation in the resistance value in the belt surface is small, and the resistance dependency of the resistance value on the environment and the increase in resistance during continuous energization can be reduced.
For example, when used as an intermediate transfer belt, good transfer performance can be obtained over a long period of time without causing transfer displacement or transfer failure. Further, it can also be used for a conveyor belt, a developing belt, a fixing belt, a belt-type photoreceptor base belt, and the like, and each can provide better performance than conventional ones.

上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩は、化学式1のX,Xの官能基にあるフルオロ基、スルホニル基の電子吸引性により、陰イオンとして安定化され、イオンがより高い解離度を示す。これにより、少量の添加で非常に低い電気抵抗値を得ることができる。また、この塩は、電極等に対する化学的・電気化学的安定性が高く、安全性も高い。また、使用可能温度領域が広い上に、電気抵抗の調整が容易で、ベルト面内での抵抗値のバラツキが少なく、特に、ポリエーテルセグメント中に取り込まれやすいため、環境依存性が小さく、感光体汚染を起こしにくいベルトとすることができる。さらに、入手しやすく、常温で粉体であり、混練しやすく、押出成形しても表面肌を平滑にすることができる。特に、ポリエーテルポリエステル系のポリマー等を押出成形する際の押出肌を平滑にすることができる。 The salt having an anion described in Chemical Formula 1 is stabilized as an anion due to the electron withdrawing property of the fluoro group and the sulfonyl group in the functional groups of X 1 and X 2 in Chemical Formula 1, and the ion is more dissociated. Degrees. Thereby, a very low electric resistance value can be obtained with a small amount of addition. In addition, this salt has high chemical and electrochemical stability with respect to electrodes and the like, and has high safety. In addition, the usable temperature range is wide, the electrical resistance can be easily adjusted, and there is little variation in the resistance value in the belt surface. A belt that is less likely to cause body contamination can be obtained. Furthermore, it is easy to obtain, is a powder at room temperature, is easy to knead, and can smooth the surface skin even if it is extruded. In particular, it is possible to make the extruded skin smooth when extruding a polyether polyester polymer or the like.

上記化学式1に記載の陰イオンにおいて、式中、X,Xは各々、C,F−,−SO−の全てを含む、炭素数が1〜8の官能基であれば良く、安定性、コスト、取り扱い性の点から、さらには、化学式3中のX−がCn1m1(2n1-m1+1)−SO−であり、X−がCn2m2(2n2-m2+1)−SO−である(n1,n2は1以上の整数、m1,m2は0以上の整数)ことが好ましい。 In the anion described in the chemical formula 1, in the formula, each of X 1 and X 2 may be any functional group having 1 to 8 carbon atoms including all of C, F—, —SO 2 —, and stable. Further, from the viewpoints of property, cost, and handleability, X 1 − in Chemical Formula 3 is C n1 H m1 F (2n1−m1 + 1) —SO 2 —, and X 2 − is C n2 H m2 F (2n2 − m2 + 1) —SO 2 — (n1 and n2 are integers of 1 or more, and m1 and m2 are integers of 0 or more).

上記化学式1に記載の陰イオンと対になり塩を構成する陽イオンがアルカリ金属、2A族、遷移金属、両性金属のいずれかの陽イオンであることが好ましく、中でも、アルカリ金属は、特に、イオン化エネルギーが小さいため安定な陽イオンを形成しやすいので好ましい。特に、陽イオンを構成する金属は導電度の高いリチウムであることが好ましい。その他、金属の陽イオン以外にも、前記の化学式2(化2)、化学式3(化3)で示されるような陽イオンを備えた塩とすることもできる。   The cation paired with the anion described in Chemical Formula 1 to form a salt is preferably an alkali metal, 2A group, transition metal, or amphoteric metal cation. Since ionization energy is small, it is preferable because stable cations are easily formed. In particular, the metal constituting the cation is preferably lithium having high conductivity. In addition to the metal cation, a salt having a cation represented by the above chemical formula 2 (Chemical formula 2) or Chemical formula 3 (Chemical formula 3) can also be used.

上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩の中でも、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド((CFSONLi)は融点が228℃と混練り及びベルト加工温度(200℃〜270℃、好ましくは200℃〜240℃)の範囲に入り、ポリエーテルセグメント中へより取り込まれやすくなるため、特に好ましい。その他、前記した塩を用いることもでき、複数種を併用しても良い。 Among the salts with anions described in Chemical Formula 1, lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi) has a melting point of 228 ° C. and kneading and belt processing temperature (200 ° C. to 270 [deg.] C., preferably 200 [deg.] C. to 240 [deg.] C.), which is particularly preferable because it is more easily taken into the polyether segment. In addition, the above-described salts can be used, and a plurality of types may be used in combination.

上記ポリエーテルブロックを有する共重合体は、ポリエステル系熱可塑性エラストマー100重量部に対して5重量部〜50重量部、さらには10重量部〜50重量部の割合で含有している。
上記範囲としているのは、5重量部より少ないと連続通電時の体積抵抗率の上昇を抑えたまま十分に低い体積抵抗率を実現するのが難しくなるためである。一方、50重量部より多いとベルトとしての主成分であるポリエステル系熱可塑性エラストマーの持つ適度な弾性や優れた耐久性といった特性を損なうことになる上に成形性が悪化しやすいためである。
The copolymer having a polyether block is contained in a proportion of 5 to 50 parts by weight, further 10 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyester-based thermoplastic elastomer.
If the amount is less than 5 parts by weight, it is difficult to achieve a sufficiently low volume resistivity while suppressing an increase in volume resistivity during continuous energization. On the other hand, if the amount is more than 50 parts by weight, the properties such as moderate elasticity and excellent durability of the polyester thermoplastic elastomer, which is the main component of the belt, are impaired, and the moldability tends to deteriorate.

また、ポリエーテルブロックを有する共重合体の重量は、上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩の重量の1.6倍〜3333倍、さらには10倍〜3000倍であることが好ましい。これにより良好な押出肌を維持しながら、良好な電気特性を得ることができる。上記範囲としているのは、上記範囲より小さいとポリエーテルブロックを有する共重合体によるイオンの安定化や、ポリエーテルブロックを有する共重合体中への塩の分散が不十分となり、連続通電時の抵抗値上昇を抑制しにくくなるためである。一方、上記範囲より大きいと塩の濃度が低くなり、ベルトの電気抵抗値を十分に下げにくくなるためである。   The weight of the copolymer having a polyether block is preferably 1.6 to 3333 times, more preferably 10 to 3000 times the weight of the salt having the anion described in Chemical Formula 1. Thereby, good electrical characteristics can be obtained while maintaining good extruded skin. If the range is smaller than the above range, the stabilization of ions by the copolymer having a polyether block and the dispersion of the salt in the copolymer having a polyether block become insufficient, and during continuous energization This is because it is difficult to suppress an increase in resistance value. On the other hand, when it is larger than the above range, the salt concentration is lowered, and it is difficult to sufficiently reduce the electric resistance value of the belt.

上記ポリエーテルブロックを有する共重合体は、ポリエーテル以外の他の構造により、基材ポリマーとある程度の相容性を確保することができるため、良好な物性と加工性を得ることができる。
特に、上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩と併用しているため、抵抗値の調整が容易となる上に、ベルトの電気抵抗値の面内ムラがなくなり、かつ環境依存性も低減できると共に、良好な押出肌を保ちながら効率良く抵抗値を低減することができる。
Since the copolymer having the polyether block can ensure a certain degree of compatibility with the base polymer by a structure other than the polyether, good physical properties and processability can be obtained.
In particular, since it is used in combination with the salt having the anion described in Chemical Formula 1, the resistance value can be easily adjusted, and in-plane unevenness of the electric resistance value of the belt is eliminated, and the environmental dependency is also reduced. In addition, the resistance value can be efficiently reduced while maintaining good extruded skin.

上記ポリエーテルブロックを有する共重合体のガラス転移温度Tgは−40℃以下、さらには−50℃以下であることが好ましく低ければ低い程良い。これは、Tgが−40℃より高いと体積抵抗率の環境依存性が大きくなりやすいためである。
このように、ある程度Tgが低い領域であると、ベルト使用温度領域での弾性率変化の温度依存性が小さく、それによって体積抵抗率の環境依存性を小さくすることができる。また、一般的に本発明におけるポリエーテルブロックを有する共重合体のTgは量産化されていて入手しやすい等の条件を考慮すると−80℃以上程度である。
なお、ポリエステル系熱可塑性エラストマーのガラス転移温度Tgも−40℃以下であることが好ましい。
The glass transition temperature Tg of the copolymer having a polyether block is preferably −40 ° C. or lower, more preferably −50 ° C. or lower, and the lower the better. This is because if Tg is higher than −40 ° C., the environmental dependency of volume resistivity tends to increase.
As described above, when the Tg is in a region where the temperature is low to some extent, the temperature dependence of the elastic modulus change in the belt use temperature region is small, and thereby the environmental dependence of the volume resistivity can be reduced. In general, the Tg of the copolymer having a polyether block in the present invention is about −80 ° C. or higher in consideration of conditions such as mass production and easy availability.
In addition, it is preferable that the glass transition temperature Tg of a polyester-type thermoplastic elastomer is also -40 degrees C or less.

ポリエーテルブロックを有する共重合体は、ポリエチレンオキサイドブロックポリアミド共重合体、ポリエーテルエステルアミド共重合体からなる群から選択される1種以上であることが好ましい。これらは上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩との親和性が高く、良好な電気抵抗値に調整することができると共に、基材となるポリエステル系熱可塑性エラストマーの良好な物性を保持することができる。その他、ポリエーテルブロックポリオレフィン樹脂等の樹脂型帯電防止剤を用いることもできる。また、上記共重合体には、過塩素酸ナトリウム等の塩が配合されていても良い。   The copolymer having a polyether block is preferably at least one selected from the group consisting of a polyethylene oxide block polyamide copolymer and a polyether ester amide copolymer. These have a high affinity with the salt having an anion described in Chemical Formula 1 above, can be adjusted to a good electrical resistance value, and maintain good physical properties of the polyester-based thermoplastic elastomer as a base material. be able to. In addition, a resin-type antistatic agent such as a polyether block polyolefin resin may be used. The copolymer may contain a salt such as sodium perchlorate.

特に、ポリエチレンオキサイドブロックポリアミド共重合体が好ましく、中でもポリエチレンオキサイドブロックナイロン共重合体が好ましい。具体的には、ポリエチレンオキサイドブロックナイロン11共重合体、ポリエチレンオキサイドブロックナイロン12共重合体、ポリエチレンオキサイドブロックナイロン6共重合体等を用いることができる。なお、複数のポリマーを併用しても構わない。   In particular, a polyethylene oxide block polyamide copolymer is preferable, and a polyethylene oxide block nylon copolymer is particularly preferable. Specifically, a polyethylene oxide block nylon 11 copolymer, a polyethylene oxide block nylon 12 copolymer, a polyethylene oxide block nylon 6 copolymer, or the like can be used. A plurality of polymers may be used in combination.

また、ポリエチレンオキサイドブロックポリアミド共重合体にポリアミドホモポリマーをブレンドしたもの、とりわけ、ポリエチレンオキサイドブロックポリアミド共重合体中のアミドと同一構造のポリアミドホモポリマーをブレンドしたものを用いることもできる。成形時に高温で融解しているブレンド物が冷却されて相構造を形成していく際に、ポリアミドホモポリマーが先に繊維状に凝固していき、続いてそこにポリエチレンオキサイドブロックポリアミド共重合体がポリアミドホモポリマーとの相容性によって、効果的に配列され、効果的に体積抵抗率を低減することができる。
即ち、ポリエチレンオキサイドブロックナイロン12共重合体とナイロン12のブレンド物、ポリエチレンオキサイドブロックナイロン6共重合体とナイロン6のブレンド物等が効果的に体積抵抗率を低減できるので好ましい。
Also, a blend of a polyamide homopolymer and a blend of a polyamide homopolymer having the same structure as the amide in the polyethylene oxide block polyamide copolymer can be used. When the blend melted at a high temperature at the time of molding is cooled to form a phase structure, the polyamide homopolymer first solidifies into a fibrous form, followed by the polyethylene oxide block polyamide copolymer. Due to the compatibility with the polyamide homopolymer, it can be effectively arranged and the volume resistivity can be effectively reduced.
That is, a blend of polyethylene oxide block nylon 12 copolymer and nylon 12, a blend of polyethylene oxide block nylon 6 copolymer and nylon 6 and the like can effectively reduce the volume resistivity.

難燃性ベルト全重量に対して、上記したように、メラミンシアヌレートの含有量を15重量%〜40重量%としている。この範囲としているのは、15重量%より少ないとベルトに十分な難燃性を付与することができないという問題があるためであり、一方、40重量%より多いと成形したベルトが脆くなるという問題があるためである。尚、メラミンシアヌレートの含有量は、好ましくは20重量%〜35重量%である。   As described above, the content of melamine cyanurate is 15% to 40% by weight with respect to the total weight of the flame-retardant belt. This range is because if the amount is less than 15% by weight, there is a problem that sufficient flame retardancy cannot be imparted to the belt. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, the molded belt becomes brittle. Because there is. The content of melamine cyanurate is preferably 20% to 35% by weight.

上記メラミンシアヌレートは分解温度300℃以上であるため、この温度領域までは粉末状で存在する。このため、画像形成装置等の使用環境程度の温度であれば、ベルト表面からのブリードやブルーミングを生じることはなく、感光体を汚染することもない。
さらには、メラミンシアヌレートは窒素系の難燃剤であり、燃焼熱で熱分解し、窒素系のガスで酸素を置換し燃焼を妨げる働きをするものであるため、ハロゲンに起因する有毒ガス等の発生の心配もなく、環境への影響が小さいベルトを得ることができる。
Since the melamine cyanurate has a decomposition temperature of 300 ° C. or higher, it exists in powder form up to this temperature range. For this reason, if the temperature is about the usage environment of the image forming apparatus or the like, bleeding or blooming from the belt surface does not occur, and the photoreceptor is not contaminated.
In addition, melamine cyanurate is a nitrogen-based flame retardant, pyrolyzing with combustion heat, replacing oxygen with nitrogen-based gas and hindering combustion. It is possible to obtain a belt that has little environmental impact without worrying about occurrence.

上記難燃性ベルトは、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを主成分としている。これにより、ベルトとしての適度な弾性及び柔軟性と、適度な硬度とを両立することができ、さらには、繰り返し曲げられても優れた耐久性を実現することができる。また、ポリエステル系熱可塑性エラストマーは、耐衝撃性、耐熱性、成形性も良好である上に、耐油性も良好であるため、トナー等により変質しにくく感光体汚染も生じにくい。さらには、着色性も良好であるため、メラミンシアヌレートの体質顔料としての作用と合わせることにより、白色のベルトや、他の色に着色したベルトを得ることができる。白色のベルトとすると、特に中間転写ベルトとして用いる場合には、トナーの付着が簡単に目視可能となるため、クリーニング性能の評価に好ましい。白色ベルトとする場合には、カーボンブラック等の配合すると黒色となる添加剤等は配合しないことが好ましい。
なお、潤滑剤等を添加することにより、さらに成形性を向上することができる。従って、厚み方向には適度な柔軟性を有する一方、長さ方向には伸びにくく、しかも、振動性にも優れた難燃性シームレスベルトを得ることができる。ポリエステル系熱可塑性エラストマーは、全ポリマー成分の60重量%以上、さらには65重量%以上とするのが良い。
The flame-retardant belt has a polyester thermoplastic elastomer as a main component. As a result, it is possible to achieve both moderate elasticity and flexibility as a belt and moderate hardness, and it is possible to realize excellent durability even when it is repeatedly bent. Polyester thermoplastic elastomers have good impact resistance, heat resistance, and moldability, and also have good oil resistance, so that they are not easily altered by toner or the like, and are less susceptible to photoconductor contamination. Furthermore, since the colorability is also good, a white belt or a belt colored in another color can be obtained by combining it with the action of melamine cyanurate as an extender pigment. When a white belt is used, particularly when used as an intermediate transfer belt, toner adhesion can be easily observed, which is preferable for evaluating the cleaning performance. In the case of a white belt, it is preferable not to add an additive that becomes black when carbon black or the like is blended.
In addition, the moldability can be further improved by adding a lubricant or the like. Therefore, it is possible to obtain a flame retardant seamless belt which has an appropriate flexibility in the thickness direction, is hardly stretched in the length direction, and is excellent in vibration. The polyester-based thermoplastic elastomer is preferably 60% by weight or more, more preferably 65% by weight or more of the total polymer component.

ポリエステル系熱可塑性エラストマーは要求されるベルトの特性に応じて、硬度、弾性率、成形性など適当なグレードのものを使用することができ、例えば、ポリエステルポリエーテル系、ポリエステルポリエステル系等が挙げられ、複数種を混合しても良い。
ポリエーテルのエーテル結合付近やポリエステルのエステル結合付近に陽イオンが捕捉されたような形で取り込まれるため、塩が系外に染み出しにくく、良好な導電性を発現することができる。また、ポリエーテルポリエステル系では、ソフトセグメントであるこの分子鎖は、低温低湿状態と高温高湿状態との間で弾性率の変化が小さく安定しているため、抵抗値の環境依存性がより小さくなる。
As the polyester-based thermoplastic elastomer, those having an appropriate grade such as hardness, elastic modulus, moldability and the like can be used according to the required characteristics of the belt, for example, polyester polyether-based, polyester polyester-based, etc. A plurality of types may be mixed.
Since the cation is captured in the vicinity of the ether bond of the polyether or in the vicinity of the ester bond of the polyester, the salt is not easily oozed out of the system, and good conductivity can be expressed. In addition, in the polyether polyester system, this molecular chain, which is a soft segment, has a small change in elastic modulus between a low-temperature and low-humidity state and a high-temperature and high-humidity state and is stable. Become.

ポリエステル系熱可塑性エラストマーとは、芳香環を有するポリエステルからなるハードセグメントとポリエーテル及び/又はポリエステルからなる低融点ソフトセグメントからなる共重合体であることが好ましい。また、高融点ポリエステル構成成分だけで高重合体を形成した場合の融点が150℃以上であり、低融点ソフトセグメント構成成分のみで測定した場合の融点ないし軟化点が80℃以下の構成成分からなるポリエステル系熱可塑性エラストマーであることが好ましい。   The polyester-based thermoplastic elastomer is preferably a copolymer composed of a hard segment made of polyester having an aromatic ring and a low melting point soft segment made of polyether and / or polyester. In addition, the melting point when the high polymer is formed with only the high melting point polyester component is 150 ° C. or higher, and the melting point or the softening point when measured only with the low melting point soft segment component is 80 ° C. or lower. A polyester-based thermoplastic elastomer is preferred.

上記の芳香環を有する高融点ポリエステルセグメント構成成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸又はそのエステルと炭素数が1〜25のグリコール及びそのエステル形成性誘導体を用いることができる。なお、高融点ポリエステルセグメント構成成分の酸性分として、テレフタル酸が全酸成分の70モル%以上であることが好ましい。また、炭素数が1〜25のグリコールとしてはエチレングリコール、1,4−ブタンジオール及びこれらのエステル形成性誘導体が挙げられる。その他の酸成分も必要に応じて用いることができるが、これらの量は全酸成分の30モル%以下であることが好ましく、より好ましくは25モル%以下である。   As high-melting point polyester segment constituents having the above aromatic ring, aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyldicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid or esters thereof and glycols having 1 to 25 carbon atoms and The ester-forming derivative can be used. In addition, it is preferable that terephthalic acid is 70 mol% or more of the total acid component as an acidic component of the high melting point polyester segment constituent component. Examples of the glycol having 1 to 25 carbon atoms include ethylene glycol, 1,4-butanediol, and ester-forming derivatives thereof. Other acid components can also be used as necessary, but these amounts are preferably 30 mol% or less, more preferably 25 mol% or less of the total acid components.

本発明におけるポリエーテルからなる低融点ソフトセグメントとしては、例えば、ポリ(エチレンオキサイド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキサイド)グリコール等のポリアルキレンエーテルグリコールを示すことができる。高融点化や成形性の面から、ポリ(テトラメチレンオキサイド)グリコールが好ましく、分子量800〜1500が低温特性から特に好ましく、ポリエステル系熱可塑性エラストマーの全重量の15%〜75%であることが好ましい。   Examples of the low melting point soft segment made of the polyether in the present invention include polyalkylene ether glycols such as poly (ethylene oxide) glycol and poly (tetramethylene oxide) glycol. Poly (tetramethylene oxide) glycol is preferable from the viewpoint of high melting point and moldability, and a molecular weight of 800 to 1500 is particularly preferable from a low temperature characteristic, and is preferably 15% to 75% of the total weight of the polyester-based thermoplastic elastomer. .

本発明におけるポリエステルからなる低融点ソフトセグメントとしては、ラクトン類を用いることが好ましい。また、ラクトン類としては、カプロラクトンが最も好ましいが、その他としてエナンラクトン、カプリロラクトン等も使用することができ、これらのラクトン類も2種以上を併用することができる。芳香族ポリエステルとラクトン類との共重合割合は、用途に応じて両者の共重合割合が選定され得るが、標準的な比率としては、重量比で芳香族ポリエステル/ラクトン類が97/3〜5/95、より一般的には95/5〜30/70の範囲であることが好ましい。   Lactones are preferably used as the low melting point soft segment made of polyester in the present invention. As the lactone, caprolactone is most preferable, but enan lactone, caprylolactone, and the like can also be used as other lactones, and two or more of these lactones can be used in combination. The copolymerization ratio between the aromatic polyester and the lactone can be selected depending on the application, but the standard ratio is 97 / 3-5 aromatic polyester / lactone by weight ratio. / 95, more generally in the range of 95/5 to 30/70.

上記熱可塑性組成物には、ポリエステル系熱可塑性エラストマー以外にも、必要に応じて公知の熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂等のポリマー成分を単独あるいは複数組み合わせて使用可能である。   In addition to the polyester-based thermoplastic elastomer, a polymer component such as a known thermoplastic elastomer or thermoplastic resin can be used alone or in combination with the thermoplastic composition as necessary.

なお、融点が80℃以上のリン酸エステルを、全重量に対するリンの重量割合が0.1重量%以上0.4重量%以下となるように含有することもできる。メラミンシアヌレートと上記リン酸エステルを併用することにより、メラミンシアヌレートを必要以上に増量することなく難燃性をより向上させることができ、良好な強度を有すると共に、残炎時間が短いシームレスベルトを得ることができる。   A phosphoric acid ester having a melting point of 80 ° C. or higher can also be contained so that the weight ratio of phosphorus to the total weight is 0.1 wt% or more and 0.4 wt% or less. By using melamine cyanurate and the above phosphoric acid ester together, the flame retardancy can be further improved without increasing the amount of melamine cyanurate more than necessary, and the seamless belt has good strength and a short afterflame time. Can be obtained.

また、機械的強度を向上させるために、炭酸カルシウム、シリカ、クレー、タルク、硫酸バリウム、ケイ藻土などの充填剤を配合しても良い。さらに、ベルト表面からの添加剤等の遊離、ブリード、ブルーミングや感光体汚染性などの接触物への移行などを起こさない範囲で、かつ難燃性や導電性に悪影響を及ぼさない範囲で、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、綿実油、トール油、アスファルト物質、パラフィンワックスなどの軟化剤を配合しても良い。これによりベルトの硬度や柔軟性を適度に調整することができる。さらには、イミダゾール類、アミン類、フェノール類などの老化防止剤を配合しても良い。   Moreover, in order to improve mechanical strength, you may mix | blend fillers, such as a calcium carbonate, a silica, a clay, a talc, barium sulfate, diatomaceous earth. Furthermore, in the range that does not cause liberation of additives from the belt surface, transfer to contact materials such as bleeding, blooming, and photoreceptor contamination, and in the range that does not adversely affect flame retardancy and conductivity. Acids, fatty acids such as lauric acid, softening agents such as cottonseed oil, tall oil, asphalt substances, and paraffin wax may be blended. As a result, the hardness and flexibility of the belt can be adjusted appropriately. Furthermore, you may mix | blend anti-aging agents, such as imidazoles, amines, and phenols.

上記難燃性ベルトの体積抵抗率は、上記したように106.0Ω・cm〜1012.0Ω・cmの範囲としているが、好ましくは106.0Ω・cm〜1011.0Ω・cmとしている。これにより、中間転写、シート材搬送ベルト等の導電性シームレスベルトとして、幅広い用途に使用することができる。上記範囲としているのは、106.0Ω・cmより抵抗値が小さいと電流が流れやすくなるため、電荷の保持が困難となる等、画像形成装置の部材として機能しなくなることがあるためである。一方、1012.0Ω・cmより大きいと、転写や帯電、トナー供給等のプロセスに高電圧が必要となったり効率が低下したりすることで実用に適さなくなるという問題があるためである。 The volume resistivity of the flame retardant belt is in the range of 10 6.0 Ω · cm to 10 12.0 Ω · cm as described above, and preferably 10 6.0 Ω · cm to 10 11.0. Ω · cm. Thereby, it can be used for a wide range of applications as a conductive seamless belt such as an intermediate transfer or a sheet material conveying belt. The above range is used because if the resistance value is smaller than 10 6.0 Ω · cm, the current easily flows, so that it may be difficult to hold the charge, and the device may not function as a member of the image forming apparatus. is there. On the other hand, if it is larger than 10 12.0 Ω · cm, there is a problem that a high voltage is required for processes such as transfer, charging, and toner supply, and the efficiency is lowered, which makes it unsuitable for practical use.

106.0Ω・cm〜1012.0Ω・cmの範囲に体積抵抗率を調整するには、上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩を全ポリマー成分100重量部に対して0.01重量部〜3重量部、好ましくは0.05重量部〜2.7重量部の割合で含有している。
上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩を使用すると、微量の添加によりベルトの抵抗値を低下させる効果に優れるが、上記範囲より少ないと抵抗値の調整等が困難なためである。一方、上記範囲より多く含有しても電気抵抗値の低減効果がほぼ飽和状態となり、さらなる電気抵抗の低下が難しくなったり、ベルト使用時に電界がかかったり、感光体と接触したりすることで塩が染み出しを起こしたりするためである。また、ベルトの押出成形時に金型のダイリップ及びサイジング用型に粘着しやすくなり、成形が困難になるためである。
In order to adjust the volume resistivity in the range of 10 6.0 Ω · cm to 10 12.0 Ω · cm, the salt having the anion described in Chemical Formula 1 is adjusted to 0 with respect to 100 parts by weight of the total polymer component. 0.01 parts by weight to 3 parts by weight, preferably 0.05 parts by weight to 2.7 parts by weight.
When the salt having an anion described in Chemical Formula 1 is used, the effect of reducing the resistance value of the belt by adding a small amount is excellent. However, if the amount is less than the above range, it is difficult to adjust the resistance value. On the other hand, even if the content is larger than the above range, the effect of reducing the electrical resistance value is almost saturated, and it is difficult to further reduce the electrical resistance, an electric field is applied when the belt is used, and salt is caused by contact with the photoreceptor. This is to cause bleeding. Further, this is because it becomes easy to stick to the die lip and sizing die of the mold during the extrusion molding of the belt, and the molding becomes difficult.

上記難燃性ベルトは、測定環境23℃、相対湿度55%、試料厚み250μm、印加電圧1000Vで電圧を印加したときの電圧印加直後の体積抵抗率をρ(t=0hr.)、連続5時間電圧印加後の体積抵抗率をρ(t=5hr.)とすると、log10ρ(t=5hr.)−log10ρ(t=0hr.)≦0.5の関係を満たしていることが好ましい。
上記関係を満たしていれば、連続的に電圧を印加した場合でも、体積抵抗率が上昇することがなく、電気特性に非常に優れた難燃性ベルトとすることができる。ρ(t=5hr.)とρ(t=0hr.)とは同じとなっても良く、(log10ρ(t=5hr.)−log10ρ(t=0hr.))の値は0.5より小さければ小さい程良い。測定精度や現在の技術水準から考えると(log10ρ(t=5hr.)−log10ρ(t=0hr.))の値の下限は0.01以上、あるいは、0.1以上、あるいは、0.3以上程度となる。
The flame-retardant belt has a volume resistivity of ρ V (t = 0 hr.) Immediately after voltage application when a voltage is applied at a measurement environment of 23 ° C., a relative humidity of 55%, a sample thickness of 250 μm, and an applied voltage of 1000 V , continuous 5 When the volume resistivity after applying the time voltage is ρ V (t = 5 hr.), The relationship of log 10 ρ V (t = 5 hr.) − Log 10 ρ V (t = 0 hr.) ≦ 0.5 is satisfied. Preferably it is.
If the above relationship is satisfied, even when a voltage is continuously applied, the volume resistivity does not increase, and a flame-retardant belt having excellent electrical characteristics can be obtained. ρ V (t = 5 hr.) and ρ V (t = 0 hr.) may be the same, and (log 10 ρ V (t = 5 hr.) − log 10 ρ V (t = 0 hr.)) The smaller the value is, the better. Considering the measurement accuracy and the current technical level, the lower limit of the value of (log 10 ρ V (t = 5 hr.) − Log 10 ρ V (t = 0 hr.)) Is 0.01 or more, or 0.1 or more, Or it becomes about 0.3 or more.

上記難燃性ベルトは、ポリエーテルブロックを有する共重合体を主成分とし化学式1に記載の陰イオンを備えた塩が1重量%〜20重量%配合された導電性マスターバッチと、難燃剤と、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを主成分とする熱可塑性組成物とを押出機で溶融混練したものを材料とし、該材料を環状ダイスから押し出し、サイジング用型に沿わさせてベルト状に成形している。   The flame retardant belt includes a conductive master batch in which a salt having a polyether block as a main component and an anion represented by Chemical Formula 1 is blended in an amount of 1 wt% to 20 wt%, a flame retardant, A material obtained by melt-kneading a thermoplastic composition mainly composed of a polyester-based thermoplastic elastomer with an extruder is used as a material, and the material is extruded from an annular die and formed into a belt shape along a sizing die. .

化学式1に記載の陰イオンを備えた塩を、ポリエーテルブロックを有する共重合体中に予め練り込み導電性マスターバッチとすることで、塩がポリエーテルブロックを有する共重合体中に存在するため、連続通電時においても塩の移動を抑制でき、抵抗上昇を低減することができると共に、温度や湿度等の環境の影響を受けにくく、電気抵抗のばらつきや電圧依存性も小さくすることができる。また、組成物中への上記塩の配合量が少量である場合、抵抗値の調整が容易になる。
上記導電性マスターバッチと難燃剤、上記熱可塑性組成物とを混練し、押出成形することで、上記塩はポリエーテルブロックを有する共重合体と共に均一に分散され、抵抗値のバラツキが少ない上に、適度な弾性と難燃性を有するシームレスベルトを容易に得ることができる。
Since the salt having an anion described in Chemical Formula 1 is kneaded in advance into a copolymer having a polyether block to form a conductive master batch, the salt is present in the copolymer having a polyether block. In addition, salt movement can be suppressed even during continuous energization, resistance rise can be reduced, resistance to environmental influences such as temperature and humidity, and variations in electrical resistance and voltage dependence can be reduced. Moreover, when the compounding quantity of the said salt in a composition is a small amount, adjustment of resistance value becomes easy.
By kneading and extruding the conductive masterbatch, flame retardant, and thermoplastic composition, the salt is uniformly dispersed together with the copolymer having a polyether block, and there is little variation in resistance value. A seamless belt having moderate elasticity and flame retardancy can be easily obtained.

導電性マスターバッチ中において、化学式1に記載の陰イオンを備えた塩の配合量が1重量%より少ないと導電性マスターバッチとする効果を得にくくなる。一方、20重量%より多いと上記塩の練り込みが困難となる。混練は、バンバリーミキサー、ニーダー等の公知の方法により可能であるが、2軸押出機でストランドを引くことにより行うのが好ましい。また、導電性マスターバッチ中、ポリエーテルブロックを有する共重合体は全ポリマー成分の50重量%以上が好ましく、100重量%としても良い。導電性マスターバッチ中には、その他、複数種のポリエーテルブロックを有する共重合体、ポリエステル系熱可塑性エラストマー等のポリマーを配合しても良い。   In the conductive master batch, if the amount of the salt having the anion described in Chemical Formula 1 is less than 1% by weight, it is difficult to obtain the effect of making the conductive master batch. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, it becomes difficult to knead the salt. The kneading can be performed by a known method such as a Banbury mixer or a kneader, but is preferably performed by drawing a strand with a twin-screw extruder. In the conductive masterbatch, the copolymer having a polyether block is preferably 50% by weight or more of the total polymer component, and may be 100% by weight. In addition, a polymer such as a copolymer having a plurality of types of polyether blocks and a polyester-based thermoplastic elastomer may be blended in the conductive masterbatch.

上記難燃剤と上記ポリエステル系熱可塑性エラストマーを主成分とする熱可塑性組成物とは予め混練した難燃性マスターバッチとして上記押出機に投入されると共に、上記材料は、上記環状ダイスから鉛直方向に押し出されることが好ましい。
押出機で溶融された熱可塑性組成物を環状ダイスに導き、ダイリップより押し出して、溶融状態のままダイリップ下流に設けたサイジング用型に接触冷却硬化させてベルト形状に成形することができる。サイジングされた連続円筒状成形品が、さらに下流に設けられたカット装置でカットされ、所定の幅のベルトを得ることができる。押出機での溶融温度は200℃〜270℃、好ましくは200℃〜250℃、さらに好ましくは220℃〜240℃がよい。具体的には、導電性マスターバッチと難燃性マスターバッチとポリエステル系熱可塑性エラストマーとをドライブレンドし、2軸押出機で混練してベルト用材料とする。その後、ストランドを引き、ペレット化し、乾燥する。このペレットを単軸押出機のホッパーに投入して、押出成形する。このように押出成形により成形することで、例えば、φ168mm、肉厚250μm、幅400mmのような大径薄肉のベルトでも容易に成形することができる。
The flame retardant and the thermoplastic composition mainly composed of the polyester-based thermoplastic elastomer are put into the extruder as a flame retardant masterbatch kneaded in advance, and the material is disposed vertically from the annular die. Preferably it is extruded.
The thermoplastic composition melted by the extruder can be introduced into an annular die, extruded from the die lip, and contact cooled and cured in a sizing die provided downstream of the die lip in a molten state to be formed into a belt shape. The sized continuous cylindrical molded product is further cut by a cutting device provided downstream, and a belt having a predetermined width can be obtained. The melting temperature in the extruder is 200 ° C to 270 ° C, preferably 200 ° C to 250 ° C, more preferably 220 ° C to 240 ° C. Specifically, a conductive masterbatch, a flame retardant masterbatch, and a polyester thermoplastic elastomer are dry blended and kneaded by a twin screw extruder to obtain a belt material. Thereafter, the strands are drawn, pelletized and dried. The pellets are put into a hopper of a single screw extruder and extruded. By forming by extrusion molding in this way, for example, a large-diameter thin belt having a diameter of 168 mm, a thickness of 250 μm, and a width of 400 mm can be easily formed.

ダイリップから出てくる溶融物は鉛直方向に押し出されることで重力による影響を受けず、残留ひずみも低減され、円筒状態を維持したままサイジング用型へ導かれ、寸法精度を高めることができる。特に、押出方向が鉛直下向きである方が好ましい。   The melt coming out of the die lip is not affected by gravity by being pushed out in the vertical direction, the residual strain is reduced, and it is guided to the sizing die while maintaining the cylindrical state, thereby improving the dimensional accuracy. In particular, the direction of extrusion is preferably vertically downward.

メラミンシアヌレート等の難燃剤は、ポリエステル系熱可塑性エラストマー等のポリマー中に予め練り込み難燃性マスターバッチとすることで、難燃剤の分散性が向上し、ベルト成形時に発生する可能性がある難燃剤の凝集によるブツをなくすことができる。難燃性マスターバッチを使わない方法でも、混練り効果を上げればブツの発生は防止できるが、マスターバッチ方式の方が容易であり好ましい。難燃性マスターバッチ中、難燃剤は30重量%〜70重量%、さらには40重量%〜60重量%配合されているのが良い。   Flame retardants such as melamine cyanurate are pre-kneaded into polymers such as polyester-based thermoplastic elastomers to form a flame retardant masterbatch, which improves the dispersibility of the flame retardant and may occur during belt molding Unevenness due to aggregation of flame retardants can be eliminated. Even with a method that does not use a flame-retardant masterbatch, the occurrence of flaws can be prevented by increasing the kneading effect, but the masterbatch method is preferred because it is easier. In the flame retardant masterbatch, the flame retardant is preferably blended in an amount of 30 wt% to 70 wt%, and further 40 wt% to 60 wt%.

以上の説明より明らかなように、本発明の導電性部材では、その導電層は連続相と第1非連続相と第2非連続相との2相以上の非連続相とからなる相構造を有し、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を非連続相に偏在させ、かつ、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させた第1非連続相を構成するポリマーは、連続相を構成するポリマーよりも、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩との親和性を高くしている。このため、第1非連続相中での塩の自由度を高め低い電気抵抗を維持しながら、電界を加えたときの塩の系外への流出を抑制できるため、塩の組成物外への移行や連続動電時の抵抗上昇等を防ぐことができる。更には、塩が第1非連続相中に偏在するため温度や湿度等の環境の影響も受けにくく、かつ、イオン導電によるため、電気抵抗のばらつきや電圧依存性も小さい。 As is clear from the above description, in the conductive member of the present invention, the conductive layer has a phase structure composed of a continuous phase, a discontinuous phase of two or more phases, a first discontinuous phase and a second discontinuous phase. And a polymer constituting the first discontinuous phase in which the salt dissociable into the cation and the anion is unevenly distributed in the discontinuous phase and the salt dissociable in the cation and the anion is unevenly distributed Is higher in affinity with a salt capable of dissociating into a cation and an anion than a polymer constituting the cation. For this reason, it is possible to suppress the outflow of the salt out of the system when an electric field is applied while increasing the degree of freedom of the salt in the first discontinuous phase and maintaining a low electric resistance. It is possible to prevent a rise in resistance at the time of transition or continuous electrodynamics. Furthermore, since salt is unevenly distributed in the first discontinuous phase, it is hardly affected by the environment such as temperature and humidity, and due to ionic conduction, variation in electric resistance and voltage dependency are small.

また、電界をかけ続けても塩が移行して表面に出たり、抵抗値が上昇することが抑制されているため、導電性に優れた塩の使用が可能となり、導電性に優れた塩の少量の配合でも優れた導電性を得ることができる。よって、抵抗値の面内バラツキや環境依存性が小さい上に連続通電時の抵抗上昇も小さくできる。かつ、ブリード、ブルームや感光体汚染・移行汚染等の問題点を生じることもない上に、圧縮永久ひずみや硬度等の他の物性に及ぼす影響も極力低減することができる。   In addition, even if the electric field continues to be applied, it is suppressed that the salt migrates and appears on the surface, or the resistance value rises. Therefore, it is possible to use a salt with excellent conductivity, and the salt with excellent conductivity can be used. Excellent conductivity can be obtained even in a small amount. Therefore, in-plane variation of resistance value and environmental dependency are small, and resistance increase during continuous energization can be reduced. In addition, problems such as bleed, bloom, photoconductor contamination and migration contamination do not occur, and influences on other physical properties such as compression set and hardness can be reduced as much as possible.

よって、本発明のローラあるいはベルトからなる導電性部材を備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は、主としてイオン導電により低抵抗化されているにもかかわらず、連続通電時の抵抗上昇が低減し、かつ、電気抵抗値の環境依存性も小さく、ローラやベルトの面内バラツキも小さいため、均一な画像が得られるだけでなく、抵抗値変化をカバーするためにより大きな電源にする必要がなく、画像形成装置全体としての消費電力も小さくできる。また、印加電圧を変えてコントロールする範囲がより小さくでき、装置をより簡易な構造とすることができる。さらには、制御系の簡略化が可能となり、開発時の環境試験を軽減することができるため、開発に要する時間やコストを抑制することができる。また、周囲の部材への負担が小さい上に長期に渡って安定した画像を得ることができる。   Therefore, in the image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer having a conductive member made of a roller or a belt according to the present invention, the resistance is increased during continuous energization, although the resistance is mainly reduced by ionic conduction. In addition, the electrical dependency is less dependent on the environment and the in-plane variation of rollers and belts is small, so that not only a uniform image can be obtained, but also a larger power source is required to cover the resistance value change. The power consumption of the entire image forming apparatus can be reduced. Further, the range to be controlled by changing the applied voltage can be made smaller, and the apparatus can be made simpler. Furthermore, since the control system can be simplified and environmental tests during development can be reduced, the time and cost required for development can be suppressed. In addition, a stable image can be obtained over a long period of time while the burden on surrounding members is small.

また、難燃性ベルトでは、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを主成分とし、難燃剤であるメラミンシアヌレート、および上記陰イオンを備えた塩、ポリエーテルブロックを有する共重合体を上記各規定重量にて含有させて成形しているため、ベルトの体積抵抗率に影響を及ぼすことなくベルトに優れた難燃性を付与することができる。かつ、押出肌が平滑で感光体汚染がなく、かつ、適度な弾性により駆動性、耐久性に優れたベルトを得ることができる。特に、連続通電時の抵抗上昇が小さいため、画像形成装置の中間転写ベルト等として使用したときに、転写電圧を変えてコントロールする範囲がより小さくでき、良好な画像を得ることができると共に、画像形成装置の機構をより簡易なものとすることができる。
また、メラミンシアヌレートは窒素系の難燃剤であるため、ハロゲンに起因する有毒ガス等の発生の心配もなく、環境への影響が小さいベルトを得ることができる。さらに、メラミンシアヌレートは体質顔料としても作用するため、ベルトの着色を自由にすることができる。特に、添加剤等を調整することにより、白色のベルトを得ることができるため、中間転写ベルトとして好適に用いることができる。
Further, in the flame-retardant belt, a polyester thermoplastic elastomer as a main component, a flame retardant melamine cyanurate, a salt having the above anion, and a copolymer having a polyether block are added at each specified weight. Since it contains and shape | molds, the flame retardance excellent in the belt can be provided, without affecting the volume resistivity of a belt. In addition, it is possible to obtain a belt having a smooth extruded skin, free from contamination of the photoreceptor, and having excellent drivability and durability due to appropriate elasticity. In particular, since the resistance increase during continuous energization is small, when used as an intermediate transfer belt of an image forming apparatus, the range to be controlled by changing the transfer voltage can be made smaller, and a good image can be obtained. The mechanism of the forming apparatus can be simplified.
In addition, since melamine cyanurate is a nitrogen-based flame retardant, it is possible to obtain a belt having a small influence on the environment without worrying about generation of toxic gas or the like due to halogen. Furthermore, since melamine cyanurate also acts as an extender pigment, the belt can be freely colored. In particular, a white belt can be obtained by adjusting additives and the like, and therefore can be suitably used as an intermediate transfer belt.

以下、本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の画像形成装置用の導電性部材からなる第1実施形態の導電性ローラ10を示す。該導電性ローラ10は、導電性を有する円柱状の金属製の芯金12と、芯金12の表面側に上記導電層11を備え、円筒状の導電層11の中空部に芯金12を圧入して取り付けている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows a conductive roller 10 according to a first embodiment made of a conductive member for an image forming apparatus of the present invention. The conductive roller 10 includes a cylindrical metal core 12 having conductivity and the conductive layer 11 on the surface side of the core 12, and the core 12 is provided in a hollow portion of the cylindrical conductive layer 11. Press-fit and install.

上記導電層11を形成するイオン導電性ポリマー組成物の構造を図2の模式図に示す。上記イオン導電性ポリマーは、連続相1と、第1非連続相2、第2非連続相3とからなり、3つの相は海−島構造を呈している。第1非連続相2および第2非連続相3は連続相1中にほぼ均一に存在し、かつ、第1非連続層2は第2非連続相3を取り囲むように存在している The structure of the ion conductive polymer composition forming the conductive layer 11 is shown in the schematic diagram of FIG. The ion conductive polymer includes a continuous phase 1, a first discontinuous phase 2, and a second discontinuous phase 3. The three phases have a sea-island structure. The first discontinuous phase 2 and the second discontinuous phase 3 exist substantially uniformly in the continuous phase 1, and the first discontinuous layer 2 exists so as to surround the second discontinuous phase 3 .

図3は、上記導電性ポリマー組成物を原子間力顕微鏡(AFM)式の走査型プローブ顕微鏡(SPM)において位相モードで観察したモルフォロジー(1辺10μm)を示す。図3において、連続相1は最も薄い色を呈し、第1非連続相2は最も濃い色を呈し、第2非連続相3は中程度の色濃度を呈しいる。図中で色の濃い部分は弾性率が高く、色の薄い部分は弾性率が低くなっている。
また、図3で示すように、体積分率は、連続相1>第2非連続相3>第1非連続相2となっている。
FIG. 3 shows a morphology (10 μm per side) of the conductive polymer composition observed in a phase mode with an atomic force microscope (AFM) scanning probe microscope (SPM). In FIG. 3, the continuous phase 1 exhibits the lightest color, the first discontinuous phase 2 exhibits the darkest color, and the second discontinuous phase 3 exhibits a medium color density. In the figure, the dark portion has a high elastic modulus, and the light portion has a low elastic modulus.
Further, as shown in FIG. 3, the volume fraction is such that continuous phase 1> second discontinuous phase 3> first discontinuous phase 2.

前記図2および図3に示すような海−島構造を呈するように、各相のポリマーの種類と量を規定するとともに、添加する塩の量および添加方法を規定している。
上記イオン導電性ポリマー組成物には、全ポリマー100重量部に対して0.01〜20重量部の陽イオンと陰イオンとに解離可能な塩を添加しており、上記第1非連続相2に上記塩を優先的に分配して偏在させ、第2非連続相3及び連続相1には殆ど塩を添加しない。
In order to exhibit the sea-island structure as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the type and amount of the polymer of each phase are defined, and the amount of salt to be added and the addition method are defined.
To the ion conductive polymer composition, 0.01 to 20 parts by weight of a salt dissociable into a cation and an anion is added with respect to 100 parts by weight of the total polymer, and the first discontinuous phase 2 is added. The salt is preferentially distributed and distributed unevenly, and almost no salt is added to the second discontinuous phase 3 and the continuous phase 1.

上記第1非連続相2のポリマーは、連続相1を構成するポリマーよりも、解離可能な塩との親和性が高く、かつ、連続相1を構成するポリマーは、解離可能な塩を添加しない第2非連続相3を構成するポリマーよりも解離可能な塩との親和性が高いものとしている。即ち、上記各相のポリマーの塩との親和性は第1非連続相2>連続相1>第2非連続相3としている。   The polymer of the first discontinuous phase 2 has a higher affinity for the dissociable salt than the polymer constituting the continuous phase 1, and the polymer constituting the continuous phase 1 does not add a dissociable salt. The affinity with the dissociable salt is higher than that of the polymer constituting the second discontinuous phase 3. That is, the affinity of each phase with the polymer salt is such that first discontinuous phase 2> continuous phase 1> second discontinuous phase 3.

具体的には、後述の実施例2に示す様に、例えば第1非連続相2を構成するポリマーとしてEO−PO−AGE共重合体(EO:PO:AGE=90:4:6(モル比))を10重量部用い、連続相1を構成するポリマーとして低ニトリルNBRを63重量部用い、解離可能な塩を殆ど添加しない第2非連続相3を構成するポリマーとして低極性の耐オゾン性ゴムであるEPDMを27重量部用いている。即ち、解離可能な塩との親和性は、EO−PO−AGE共重合体>低ニトリルNBR>EPDMである。   Specifically, as shown in Example 2 described later, for example, an EO-PO-AGE copolymer (EO: PO: AGE = 90: 4: 6 (molar ratio) is used as a polymer constituting the first discontinuous phase 2. )) 10 parts by weight, 63 parts by weight of low nitrile NBR as the polymer constituting the continuous phase 1, and low polarity ozone resistance as the polymer constituting the second discontinuous phase 3 with almost no dissociable salt added 27 parts by weight of EPDM rubber is used. That is, the affinity with the dissociable salt is EO-PO-AGE copolymer> low nitrile NBR> EPDM.

第1非連続相2のEO−PO−AGE共重合体の体積抵抗率をρV1、連続相1の低ニトリルNBRの体積抵抗率をρV2、第2非連続相3のEPDMの体積抵抗率をρV3とすると、log10ρV1は7.9、log10ρV2は10.2、log10ρV3は14.8であり、(log10ρV2−log10ρV1)の値を2.3としている。
上記第1、第2非連続相2、3を構成するポリマーと連続相1を構成するポリマーとの重量比は37:63としている。
The volume resistivity of the EO-PO-AGE copolymer of the first discontinuous phase 2 is ρ V1 , the volume resistivity of the low nitrile NBR of continuous phase 1 is ρ V2 , and the volume resistivity of EPDM of the second discontinuous phase 3 is When the the ρ V3, log 10 ρ V1 is 7.9, log 10 ρ V2 is 10.2, log 10 ρ V3 is 14.8, the value of (log 10 ρ V2 -log 10 ρ V1) 2 .3.
The weight ratio of the polymer constituting the first and second discontinuous phases 2 and 3 to the polymer constituting the continuous phase 1 is 37:63.

上記導電性ポリマーに添加する陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩であるリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを1.1重量部用いている。この塩は、PC/DME系混合溶媒(体積分率1/2)中,25℃で0.1mol/リットルの塩濃度で測定した導電率が4.0mS/cmである。また、分子量1万以下の低分子量ポリエーテル化合物や低分子量極性化合物からなる媒体を介さずに配合している。
なお、本実施形態では陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを用いているが、その他カリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、ヘキシルトリメチルアンモニウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、リチウム−トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタン等を用いてもよい。
1.1 parts by weight of lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, which is a salt having an anion having a fluoro group and a sulfonyl group, as a salt dissociable into a cation and an anion added to the conductive polymer ing. This salt has a conductivity of 4.0 mS / cm measured in a PC / DME mixed solvent (volume fraction 1/2) at a salt concentration of 0.1 mol / liter at 25 ° C. Moreover, it mix | blends without passing through the medium which consists of a low molecular weight polyether compound with a molecular weight of 10,000 or less and a low molecular weight polar compound.
In this embodiment, lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is used as a salt that can be dissociated into a cation and an anion. Trifluoromethanesulfonyl) imide, 1-ethyl-3-methylimidazolium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, lithium-tris (trifluoromethanesulfonyl) methane, or the like may be used.

上記導電性ポリマー組成物は、充填剤としてカーボンブラック9重量部、酸化亜鉛5重量部、ステアリン酸を1重量部、加硫剤として粉末硫黄1.5重量部、2種の加硫促進剤は各々1.5重量部、0.5重量部配合した加硫ゴム組成物からなる。   The conductive polymer composition comprises 9 parts by weight of carbon black as a filler, 5 parts by weight of zinc oxide, 1 part by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of powdered sulfur as a vulcanizing agent, and two types of vulcanization accelerators. Each consists of a vulcanized rubber composition blended with 1.5 parts by weight and 0.5 parts by weight.

図1に記載される上記導電性ポリマー組成物から形成した導電層11を有する導電性ローラ10は、下の方法により製造している。
まず、解離可能な塩とEO−PO−AGE共重合体とを混練機を用いて60℃、3分混練し、ここで得られた混練物に、低ニトリルNBR、EPDM、その他各種配合剤を配合し、再度、60℃、4分オープンロール、密閉式混練機等で混練し導電性ポリマー組成物を作製する。
なお、解離可能な塩とEO−PO−AGE共重合体との混合は混練機を用いずに、ヘンシェルミキサーやタンブラー等の混合機を用いて均一に混合するだけでも良い。
The conductive roller 10 having the conductive layer 11 formed from the conductive polymer composition described in FIG. 1 is manufactured by the following method.
First, a dissociable salt and an EO-PO-AGE copolymer are kneaded at 60 ° C. for 3 minutes using a kneader, and low nitrile NBR, EPDM, and other various compounding agents are added to the obtained kneaded product. It mix | blends and again knead | mixes with an open roll, a closed kneader, etc. at 60 degreeC for 4 minutes, and produces a conductive polymer composition.
Note that the dissociable salt and the EO-PO-AGE copolymer may be mixed uniformly using a mixer such as a Henschel mixer or a tumbler without using a kneader.

この導電性ポリマー組成物をφ60mmの単軸押出機に投入し60℃で中空チューブ状に押し出して予備成形し、この生ゴムチューブを所定寸法に裁断して予備成形体を得ている。この予備成形体を加圧水蒸気式加硫缶に投入し、発泡させる場合は化学発泡剤がガス化して発泡すると共に、ゴム成分が架橋する温度(160℃で15〜70分)で加硫して加硫ゴムチューブを得ている。
加硫条件はキュラストメーター等により測定し、95%トルク上昇時間t95[分]程度を目安に適宜調整している。
なお、感光体汚染と圧縮永久歪みを低減させるため、なるべく充分な加硫量を得られるように条件を設定した方が望ましい。
This conductive polymer composition is put into a single screw extruder having a diameter of 60 mm, extruded into a hollow tube shape at 60 ° C. and preformed, and the raw rubber tube is cut into a predetermined size to obtain a preform. When this preform is put into a pressurized steam vulcanizing can and foamed, the chemical foaming agent is gasified and foamed, and vulcanized at a temperature at which the rubber component crosslinks (15 to 70 minutes at 160 ° C.). Obtained vulcanized rubber tube.
Vulcanization conditions are measured with a curast meter or the like, and are appropriately adjusted with a 95% torque rise time t95 [minute] as a guide.
In order to reduce the photoreceptor contamination and compression set, it is desirable to set the conditions so that a sufficient vulcanization amount can be obtained.

芯金12を用意し、その外周面にホットメルト接着剤を塗布した後、先に得られた加硫ゴムチューブに芯金を挿入し、加熱し接着した後、表面を研磨して導電層11を目標寸法に仕上げた。導電性ローラ10の導電層11の寸法は、内径6mm、外径14mm、長さ218mmとしている。   After preparing the core metal 12 and applying the hot melt adhesive to the outer peripheral surface thereof, the core metal is inserted into the vulcanized rubber tube obtained above, heated and bonded, and then the surface is polished to form the conductive layer 11. Finished to the target dimensions. The dimensions of the conductive layer 11 of the conductive roller 10 are an inner diameter of 6 mm, an outer diameter of 14 mm, and a length of 218 mm.

上記導電層11は、JIS K 6262に記載の加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久歪み試験法において、測定温度70℃、測定時間24時間で測定した圧縮永久歪みの値が17%であり、印加電圧100Vのもとで測定したJIS K 6911に記載の体積抵抗率が109.0[Ω・cm]である。 The conductive layer 11 has a compression set value of 17% measured at a measurement temperature of 70 ° C. and a measurement time of 24 hours in the vulcanized rubber and thermoplastic rubber permanent strain test method described in JIS K 6262. The volume resistivity described in JIS K 6911 measured under a voltage of 100 V is 109.0 [Ω · cm].

また、導電性ローラ10は、印加電圧1000Vでの電気抵抗値を107.7Ωとし、23℃、相対湿度55%の環境下で、1000Vの定電圧を96時間連続印加した場合の抵抗値R[Ω]を測定し、抵抗値の上昇量Δlog10R=log10R(t=96hr.)−log10R(t=0hr.)の値を0.10としている。また、10℃相対湿度15%、32.5℃相対湿度90%の条件下での抵抗値R[Ω]を測定し、抵抗値の環境依存性Δlog10R=log10R(10℃相対湿度15%)−log10R(32.5℃相対湿度90%)の値を0.9としている。 The conductive roller 10 has an electric resistance value of 10 7.7 Ω at an applied voltage of 1000 V, a resistance value when a constant voltage of 1000 V is continuously applied for 96 hours in an environment of 23 ° C. and a relative humidity of 55%. R [Ω] was measured, and the increase in resistance value Δlog 10 R = log 10 R (t = 96 hr.) − Log 10 R (t = 0 hr.) Was set to 0.10. Further, the resistance value R [Ω] under the conditions of 10 ° C. relative humidity 15%, 32.5 ° C. relative humidity 90% was measured, and the environmental dependency of the resistance value Δlog 10 R = log 10 R (10 ° C. relative humidity 15%) - log 10 values of R (32.5 ° C. 90% RH) is set to 0.9.

上記方法で製造された導電性ローラ10の導電層11は、上記連続相1、第1非連続相2、第2非連続相3を備え、第1非連続相2で第2非連続相3を取り囲むように存在させている。このように、モルフォルジーを制御すると共に、少量で抵抗値を下げ得る高性能の塩をEO−PO−AGE共重合体を主成分とする第1非連続相2に偏在させているため、電界を加えた時に起こる塩の製品外への移行や連続通電時の抵抗上昇等を防ぎながら、実用に必要な低電気抵抗値を得ることが出来る。   The conductive layer 11 of the conductive roller 10 manufactured by the above method includes the continuous phase 1, the first discontinuous phase 2, and the second discontinuous phase 3, and the first discontinuous phase 2 and the second discontinuous phase 3. To surround. As described above, the high-performance salt capable of controlling the morphology and reducing the resistance value with a small amount is unevenly distributed in the first discontinuous phase 2 mainly composed of the EO-PO-AGE copolymer. It is possible to obtain a low electrical resistance value necessary for practical use while preventing the salt from moving out of the product when added and the resistance increase during continuous energization.

よって、低電気抵抗を維持しながら、電気抵抗の環境による変化や連続使用による変化を小さくすると共に、ローラの部位による電気抵抗のばらつきを低減し、安定して良好な画像を形成でき、環境に優しい導電性ローラを得ることができる。よって、現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等に好適である。特に、高画質を要求されるカラー複写機あるいはカラープリンタ用のこれらの導電性ローラとして適している。
なお、発泡剤を配合し、発泡倍率が100%以上500%以下であり、JIS K6253に記載のタイプEデュロメータで測定した硬度が60度以下の発泡層を有する発泡ローラとすることもできる。
Therefore, while maintaining low electrical resistance, changes in the electrical resistance due to the environment and changes due to continuous use are reduced, and variations in the electrical resistance due to the roller parts are reduced, so that stable and good images can be formed. A gentle conductive roller can be obtained. Therefore, it is suitable for a developing roller, a charging roller, a transfer roller, and the like. In particular, it is suitable as a conductive roller for color copiers or color printers that require high image quality.
In addition, it can also be set as the foaming roller which mix | blends a foaming agent, has a foaming ratio whose foaming magnification is 100% or more and 500% or less, and whose hardness measured with the type E durometer described in JIS K6253 is 60 degrees or less.

かつ、上記導電層11では、塩を殆ど分配していない第2非連続相3を設け、該第2非連続相3を、塩を偏在させた第1非連続相2で取り囲むように存在させているため、導電性をあまり大きく損なうことなく、塩を偏在させた第1非連続相1の体積分率を抑えることができる。これにより、塩やそれを積極的に分配する第1非連続相1のポリマーの添加量を少なくしても、全体として低い体積抵抗率、ローラの製品抵抗値を得ることができる。かつ、上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として用いるフルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩等は高価であることより、これらの塩の添加量を少なくすることで、コスト上昇を抑えることができる。   In addition, the conductive layer 11 is provided with a second discontinuous phase 3 in which almost no salt is distributed, and the second discontinuous phase 3 is present so as to be surrounded by the first discontinuous phase 2 in which the salt is unevenly distributed. Therefore, the volume fraction of the first discontinuous phase 1 in which the salt is unevenly distributed can be suppressed without significantly impairing the conductivity. Thereby, even if the addition amount of the salt and the polymer of the first discontinuous phase 1 that actively distributes the salt is reduced, a low volume resistivity and a product resistance value of the roller can be obtained as a whole. In addition, since the salt having an anion having a fluoro group and a sulfonyl group used as a salt capable of dissociating into the cation and the anion is expensive, the cost is increased by reducing the amount of these salts added. Can be suppressed.

上記導電性ローラの実施例、参考実施例及び比較例を作製して物性を測定した。
実施例1〜8、参考実施例1〜3、比較例1〜10については、表1〜表4に記載の各配合材料を上記実施形態と同様の方法により混練、押出、加硫、成形加工、研磨して導電性ローラを作製した。ヒューレットパッカード社製Laser Jet4050型レーザービームプリンタ搭載の転写ローラ用の導電性ローラとした。
Examples of the conductive roller, reference examples and comparative examples were prepared and measured for physical properties.
About Examples 1-8, Reference Examples 1-3 , and Comparative Examples 1-10, kneading | mixing, extrusion, a vulcanization | cure, molding process each compounding material of Table 1 ~ Table 4 by the method similar to the said embodiment. The conductive roller was manufactured by polishing. A conductive roller for a transfer roller mounted on a Laser Jet 4050 laser beam printer manufactured by Hewlett-Packard Company.

これと並行して、混練機からリボン取りしたゴムをローラヘッド押出機により押し出してシート状に成形し、それを160℃で最適時間加硫缶にて加硫したあと、厚さが約2mmとなるようにスライスし、体積抵抗率(体積固有抵抗値)評価用の加硫ゴムスラブシートを得た。これらのローラやゴムスラブシートを用いて行った評価結果及び後述するローラとしての各種評価を表1〜4に示す。
また、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)の示差走査熱量計DSC2910を用いて、−100℃から100℃まで、10℃/minで昇温しながら測定することにより求めた、各実施例・比較例で使用しているポリマーのガラス転移温度(Tg〔℃〕)もあわせて表中に示す。
In parallel with this, the rubber removed from the kneader is extruded by a roller head extruder and formed into a sheet shape, which is vulcanized in a vulcanizer at 160 ° C for an optimal time, and then the thickness is about 2 mm. This was sliced to obtain a vulcanized rubber slab sheet for volume resistivity (volume resistivity value) evaluation. Tables 1 to 4 show the evaluation results performed using these rollers and rubber slab sheets and various evaluations as rollers described later.
In addition, each implementation obtained by measuring while increasing the temperature from −100 ° C. to 100 ° C. at 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter DSC2910 of TA Instruments Japan Co., Ltd. The glass transition temperatures (Tg [° C.]) of the polymers used in the examples and comparative examples are also shown in the table.

(実施例1〜4、参考実施例1、2
第1非連続相を構成するポリマーとして実施例1〜4、参考実施例はEO−PO−AGE共重合体を用い、参考実施例はエピクロルヒドリンゴムを用い、これに陽イオンと陰イオンに解離可能な塩である塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドあるいは塩2のリチウム−トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタンを偏在させた。連続相として低ニトリルNBRを用い、実施例1〜4は、第2非連続相としてEPDMを用いた。実施例2以外は発泡ローラとした。尚、塩2のPC/DME系混合溶媒(体積分率1/2)中25℃で0.1mol/リットルの塩濃度で測定した導電率は3.6mS/cmである。
(Examples 1 to 4, Reference Examples 1 and 2 )
Examples 1 to 4 and Reference Example 2 use EO-PO-AGE copolymer as the polymer constituting the first discontinuous phase, and Reference Example 1 uses epichlorohydrin rubber, which contains cation and anion. Lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of salt 1 which is a dissociable salt or lithium-tris (trifluoromethanesulfonyl) methane of salt 2 was unevenly distributed. Low nitrile NBR was used as the continuous phase, and Examples 1 to 4 used EPDM as the second discontinuous phase. A foaming roller was used except for Example 2. The conductivity measured in a PC / DME mixed solvent of salt 2 (volume fraction 1/2) at a salt concentration of 0.1 mol / liter at 25 ° C. is 3.6 mS / cm.

参考実施例
エピクロルヒドリンゴム50phr分とNBR、炭酸カルシウム、ハイドロタルサイト、亜鉛華、ステアリン酸を混入し、120℃に予熱した密閉式混練機で混練した。混練しながら予め作製したエピクロルヒドリンゴム(10phr分)のチオウレア架橋剤(加硫剤2)マスターバッチ、及びチオウレア架橋剤用の加硫促進剤(加硫促進剤3)を入れ動的架橋した。練りトルクのチャートを見ながら架橋が進み、トルクピーク付近で混練を一旦完了した。続いて50℃まで冷却し、混練機により、硫黄、加硫促進剤1、加硫促進剤2を混入し、動的架橋組成物を得た。これを、実施例1〜4、参考実施例1、2と同様に、チューブ状に押し出して予備成形し、そのチューブを裁断したものを160℃で10〜70分加硫して導電層を得た。
( Reference Example 3 )
Epichlorohydrin rubber (50 phr), NBR, calcium carbonate, hydrotalcite, zinc white and stearic acid were mixed and kneaded in a closed kneader preheated to 120 ° C. A thiourea crosslinking agent (vulcanizing agent 2) master batch of epichlorohydrin rubber (10 phr) prepared in advance while kneading and a vulcanization accelerator (vulcanization accelerator 3) for the thiourea crosslinking agent were added and dynamically crosslinked. Crosslinking proceeded while looking at the kneading torque chart, and kneading was once completed near the torque peak. Subsequently, the mixture was cooled to 50 ° C., and sulfur, vulcanization accelerator 1 and vulcanization accelerator 2 were mixed with a kneader to obtain a dynamic cross-linking composition. This was extruded into a tube shape and preformed in the same manner as in Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 and 2, and the tube was cut and vulcanized at 160 ° C. for 10 to 70 minutes to obtain a conductive layer. It was.

(実施例
実施例は、第1非連続相を構成するポリマーとして、EO−PO−AGE共重合体を用い、これに陽イオンと陰イオンに解離可能な塩である塩3〜塩6をそれぞれ偏在させた。塩3はカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、塩4はヘキシルトリメチルアンモニウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、塩5は1−エチル−3−メチルイミダゾリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(略して、EMI−TFSI)、塩6は1−エチル−3−メチルイミダゾリウム−テトラフルオロボレート(略して、EMI−BF4)である。
その他については、実施例2と同様とし、また、ソリッドのローラとした。
塩4は陽イオンが化学式2で示されるトリメチルタイプ(R1〜R4の内の3つがメチル基)の第四級アンモニウム塩、塩5は化学式3で示されるイミダゾリウム塩でR5またはR6の一方がメチル基で他方がエチル基である。
(Examples 5 to 8 )
In Examples 5 to 8 , an EO-PO-AGE copolymer is used as a polymer constituting the first discontinuous phase, and salts 3 to 6 which are salts dissociable into a cation and an anion are respectively added thereto. It was unevenly distributed. Salt 3 is potassium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, salt 4 is hexyltrimethylammonium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, and salt 5 is 1-ethyl-3-methylimidazolium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (abbreviated). EMI-TFSI) and salt 6 is 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (abbreviated EMI-BF4).
About others, it was the same as that of Example 2, and it was set as the solid roller.
The salt 4 is a quaternary ammonium salt of the trimethyl type (three of R1 to R4 are methyl groups) whose cation is represented by the chemical formula 2, the salt 5 is an imidazolium salt represented by the chemical formula 3, and one of R5 and R6 is A methyl group and the other is an ethyl group.

(比較例1〜6)
比較例1は陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を用いなかった。比較例2、3は低ニトリルNBRからなる連続相とEPDMからなる非連続相の2相構造とし、連続相に陽イオンと陰イオンに解離可能な塩であるリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(塩1)を偏在させた。比較例4、5は1種のポリマーから構成される1相のみの構造とし、その1相に陽イオンと陰イオンに解離可能な塩であるリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(塩1)を配合した。比較例6は、実施例1〜4、参考実施例2と同様にして第1非連続相を構成するポリマーとしてEO−PO−AGE共重合体を用い、これに陽イオンと陰イオンに解離可能な塩であるリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(塩1)を偏在させたが、連続相には体積抵抗率が高く塩との親和性が小さいEPDMを用いた。比較例1、2は発泡ローラとした。
(Comparative Examples 1-6)
In Comparative Example 1, no salt capable of dissociating into a cation and an anion was used. Comparative Examples 2 and 3 have a two-phase structure of a continuous phase composed of low nitrile NBR and a discontinuous phase composed of EPDM, and lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide which is a salt dissociable into a cation and an anion in the continuous phase. (Salt 1) was unevenly distributed. Comparative Examples 4 and 5 have a single-phase structure composed of one kind of polymer, and lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (salt 1) which is a salt dissociable into a cation and an anion in one phase. Was formulated. Comparative Example 6 uses EO-PO-AGE copolymer as the polymer constituting the first discontinuous phase in the same manner as in Examples 1 to 4 and Reference Example 2, and can be dissociated into a cation and an anion. The salt, lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (salt 1), was unevenly distributed, but EPDM having a high volume resistivity and a low affinity with the salt was used for the continuous phase. Comparative Examples 1 and 2 were foam rollers.

(比較例7〜10)
比較例7〜10は、低ニトリルNBRからなる連続相とEPDMからなる非連続相の2相構造とし、連続相に陽イオンと陰イオンに解離可能な塩である塩3のカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、塩4のヘキシルトリメチルアンモニウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、塩5のEMI−TFSI、塩6のEMI−BFをそれぞれ偏在させた。
(Comparative Examples 7 to 10)
Comparative Examples 7 to 10 have a two-phase structure of a continuous phase composed of low nitrile NBR and a discontinuous phase composed of EPDM. Lomethanesulfonyl) imide, hexyltrimethylammonium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of salt 4, EMI-TFSI of salt 5 and EMI-BF 4 of salt 6 were unevenly distributed.

上記塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドは、特公平1−38781号、特開平9−173856号、特許3117369号、特開平11−209338号、特開2000−86617号、特開2001−139540号、特開2001−288193号等の従来公知の方法により合成したものを用いた。本発明の実施形態では、具体的には、3M Fluorad HQ−115(住友スリーエム株式会社製)を用いた。
塩2のリチウム−トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタンは、米国特許第5554664号、特開2000−219692号、特開2000−226392号等の従来公知の方法により合成したものを用いた。具体的には、以下の様な方法で合成した。フラスコにメチルリチウム/エーテル溶液を入れて−55℃に冷却し、トリフルオロメタンスルホニルクロライドを激しく攪拌しながら滴下した後、徐々に昇温して沸騰還流下で長時間反応させた。その後室温まで放令した後、冷却しながら塩酸を加えた。次いで、晶析してくる塩化リチウムと水酸化リチウムをろ別して得たろ液をエーテルで抽出した後、飽和食塩水でさらに洗浄した。その有機層に無水硫酸マグネシウムを加え乾燥した後、孔径0.2μmのメンブランフィルターにより減圧ろ過し、ろ液から減圧下で溶媒を除去後、トルエンを加えて共沸脱水を行うことにより得た結晶を乾燥した。
塩3のカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドは、上記塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドと同様にして、上記公報に記載されるような従来公知の方法により合成したものを用いた。具体的には、森田化学工業株式会社製のものでリチウム電池およびキャパシター用フッ素化合物の1つとして販売されているものを用いた。以下、塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドおよび塩3のカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを得る方法の一例を記載する。まず、4つ口フラスコにアセトニトリル、フッ化カリウム、トリフルオロメタンスルホニルアミド(CFSONH)を加え、40℃の湯浴に反応容器を漬け、十分に攪拌しながらトリフルオロメタンスルホニルフロリド(CFSOF)を導入し、反応液をろ過して、ろ液を減圧下で濃縮して、塩3のカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを得た。このカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを濃硫酸を入れたフラスコに加えて加熱融解後、減圧下で蒸留することにより得られるビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸(HN(SOCF)を純水に溶解し、炭酸リチウムと反応させてろ過し、ろ液を濃縮することにより、塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを得た。該方法は塩1の安価で効率の良い製造方法として、特開2001−288193号に開示されている。該方法で製造することにより、塩3のカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドは、塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドの製造工程における中間物質として生成できるので、コストが安くなるという利点がある。
塩4のヘキシルトリメチルアンモニウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドは、光栄化学工業株式会社製のものを用いた。
塩5の1−エチル−3−メチルイミダゾリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(EMI−TFSI)はステラケミファ株式会社製のもの、塩6の1−エチル−3−メチルイミダゾリウム−テトラフルオロボレート(EMI−BF)も、ステラケミファ株式会社製のものを用いた。
The lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of the salt 1 is disclosed in JP-B-1-38781, JP-A-9-173856, JP-A-3117369, JP-A-11-209338, JP-A-2000-86617, JP-A-2001. -139540, JP-A-2001-288193 and the like were synthesized by a conventionally known method. In the embodiment of the present invention, specifically, 3M Fluorad HQ-115 (manufactured by Sumitomo 3M Limited) was used.
As the salt 2 lithium-tris (trifluoromethanesulfonyl) methane, one synthesized by a conventionally known method such as US Pat. No. 5,554,664, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-219692, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-226392 was used. Specifically, it was synthesized by the following method. A methyllithium / ether solution was added to the flask and cooled to −55 ° C., and trifluoromethanesulfonyl chloride was added dropwise with vigorous stirring, and then the temperature was gradually raised and reacted for a long time under boiling reflux. Thereafter, after release to room temperature, hydrochloric acid was added while cooling. Subsequently, the filtrate obtained by separating the crystallized lithium chloride and lithium hydroxide by filtration was extracted with ether, and further washed with saturated brine. Crystals obtained by adding anhydrous magnesium sulfate to the organic layer and drying, followed by filtration under reduced pressure through a membrane filter having a pore size of 0.2 μm, removing the solvent from the filtrate under reduced pressure, and then adding toluene to perform azeotropic dehydration. Dried.
The potassium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of the salt 3 is the same as the lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of the salt 1 and is synthesized by a conventionally known method as described in the above publication. It was. Specifically, those manufactured by Morita Chemical Co., Ltd. and sold as one of lithium compounds and fluorine compounds for capacitors were used. Hereinafter, an example of a method for obtaining lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of salt 1 and potassium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of salt 3 will be described. First, acetonitrile, potassium fluoride, and trifluoromethanesulfonylamide (CF 3 SO 2 NH 2 ) are added to a four-necked flask, and the reaction vessel is immersed in a 40 ° C. hot water bath, and trifluoromethanesulfonyl fluoride ( CF 3 SO 2 F) was introduced, the reaction solution was filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain salt 3 of potassium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide. This potassium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is added to a flask containing concentrated sulfuric acid, heated and melted, and then distilled under reduced pressure to obtain bis (trifluoromethanesulfonyl) imidic acid (HN (SO 2 CF 3 ) 2. ) Was dissolved in pure water, reacted with lithium carbonate and filtered, and the filtrate was concentrated to obtain lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of salt 1. This method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-288193 as an inexpensive and efficient method for producing salt 1. By producing by this method, the potassium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of the salt 3 can be produced as an intermediate substance in the production process of the lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of the salt 1, so that the cost is reduced. There are advantages.
The salt 4 hexyltrimethylammonium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide was manufactured by Koei Chemical Industry Co., Ltd.
1-ethyl-3-methylimidazolium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (EMI-TFSI) of salt 5 is manufactured by Stella Chemifa Corporation, 1-ethyl-3-methylimidazolium-tetrafluoroborate of salt 6 (EMI-BF 4 ) was also made by Stella Chemifa Corporation.

EO−PO−AGE共重合体、エピクロルヒドリンゴムには、解離可能な塩と予め混練したものを用いた。カーボンブラックとEPDMの併用系では、カーボンブラックをEPDMに予め練りこんでマスターバッチ化したものを用いた。参考実施例ではカーボンブラックをNBRに予め練りこんでマスターバッチ化したものを用いた。加硫促進剤1はジベンゾチアジルジスルフィド、加硫促進剤2はテトラメチルチウラムモノスルフィドとし、発泡剤1は4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)とした。 As the EO-PO-AGE copolymer and epichlorohydrin rubber, those previously kneaded with a dissociable salt were used. In the combined system of carbon black and EPDM, carbon black was previously kneaded into EPDM and used as a master batch. In Reference Example 2 , carbon black was kneaded in advance into NBR and used as a master batch. Vulcanization accelerator 1 was dibenzothiazyl disulfide, vulcanization accelerator 2 was tetramethylthiuram monosulfide, and foaming agent 1 was 4,4′-oxybis (benzenesulfonylhydrazide).

陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させた第1非連続相を構成するポリマーの体積抵抗率ρV1、連続相を構成するポリマーの体積抵抗率ρV2、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させない第2非連続相を構成するポリマーの体積抵抗率ρV3の測定は塩を入れずに行った。
例えば、実施例1あるいは実施例2では、ZSN8030を100重量部、シースト3を9重量部、銀嶺Rを5重量部、ステアリン酸4931を1重量部、粉末硫黄を1.5重量部、ノクセラーDMを1.5重量部、ノクセラーTSを0.5重量部配合した組成物の体積抵抗率を測定した。測定時の印加電圧は100V、測定環境は23℃相対湿度55%とした。
Volume resistivity ρ V1 of the polymer constituting the first discontinuous phase in which salts dissociated into cation and anion are unevenly distributed, volume resistivity ρ V2 of the polymer constituting the continuous phase, dissociation into cation and anion The measurement of the volume resistivity ρ V3 of the polymer constituting the second discontinuous phase in which possible salt is not unevenly distributed was performed without adding salt.
For example, in Example 1 or Example 2, 100 parts by weight of ZSN8030, 9 parts by weight of Seest 3, 5 parts by weight of silver candy R, 1 part by weight of stearic acid 4931, 1.5 parts by weight of powdered sulfur, Noxeller DM The volume resistivity of a composition containing 1.5 parts by weight and 0.5 parts by weight of Noxeller TS was measured. The applied voltage during measurement was 100 V, and the measurement environment was 23 ° C. and relative humidity 55%.

(体積抵抗率の測定)
上記の様に作製した測定用シートに対して、アドバンテストコーポレーション社製の超高抵抗微小電流計R−8340Aを用いて、23℃相対湿度55%の恒温恒湿条件下で測定した。測定方法は、JIS K6911に記載の体積抵抗率(体積固有抵抗値)の測定方法に従い、また測定時の印加電圧は100Vとした。表中にその常用対数値を表示する。また、本発明の第1参考実施形態である後述の導電性ベルトの参考実施例、比較例11〜16については、得られた導電性ベルトをそのまま用いて、ベルトの周方向4点×長手方向5点の計20点で上記と同様に測定し、log10ρ[Ω・cm]の平均値を表中に記載した。
(Measurement of volume resistivity)
The measurement sheet produced as described above was measured under a constant temperature and humidity condition of 23 ° C. and a relative humidity of 55% using an ultrahigh resistance microammeter R-8340A manufactured by Advantest Corporation. The measuring method was according to the measuring method of volume resistivity (volume specific resistance value) described in JIS K6911, and the applied voltage at the time of measurement was 100V. The common logarithm is displayed in the table. The first reference is an embodiment described later of the conductive belt of Reference Examples 4-9 of the present invention and Comparative Examples 11 to 16 is used as the resulting conductive belt, the circumferential direction four points of the belt X Measured in the same manner as described above at a total of 20 points in the longitudinal direction, and the average value of log 10 ρ V [Ω · cm] is shown in the table.

(ローラ抵抗値)
温度23℃、相対湿度55%雰囲気下で、図4に示すように、芯金42を通した導電層41をφ30のアルミドラム43上に当接搭載し、電源44の+側に接続した内部抵抗r(100Ω〜10kΩ)の導線の先端をアルミドラム43の一端面に接続すると共に電源44の−側に接続した導線の先端を芯金42の一端面に接続して通電を行った。芯金42の両端部に500gずつの荷重Fをかけ、芯金42とアルミドラム43間に1000Vの電圧をかけながらアルミドラム43を回転させることで間接的に導電性ローラ40を回転させた。このとき周方向に36回抵抗測定を行い、その平均値を求めた。内部抵抗の値は、ローラの抵抗値のレベルにあわせて、測定値の有効数字が極力大きくなるように調節した。この図4の装置で、印加電圧をEとすると、ローラ抵抗値RはR=r×E/V−rとなるが、今回−rの項は微小とみなし、R=r×E/Vとし、内部抵抗rにかかる検出電圧Vよりローラ抵抗値Rを算出した。表中には、そのローラ抵抗値の平均値の常用対数値を用いて示している。
(Roller resistance value)
As shown in FIG. 4, the conductive layer 41 through the cored bar 42 is abutted and mounted on a φ30 aluminum drum 43 and connected to the + side of the power supply 44 in an atmosphere at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55%. The tip of the lead wire having resistance r (100Ω to 10 kΩ) was connected to one end surface of the aluminum drum 43 and the tip of the lead wire connected to the negative side of the power source 44 was connected to one end surface of the core metal 42 to conduct electricity. The conductive roller 40 was indirectly rotated by applying a load F of 500 g to both ends of the core metal 42 and rotating the aluminum drum 43 while applying a voltage of 1000 V between the core metal 42 and the aluminum drum 43. At this time, resistance measurement was performed 36 times in the circumferential direction, and the average value was obtained. The value of the internal resistance was adjusted so that the significant figure of the measured value was as large as possible according to the level of the resistance value of the roller. In the apparatus shown in FIG. 4, when the applied voltage is E, the roller resistance value R is R = r × E / V−r, but this time the term −r is regarded as minute, and R = r × E / V. The roller resistance value R was calculated from the detected voltage V applied to the internal resistance r. In the table, the average logarithmic value of the roller resistance value is used.

(ローラ抵抗値の環境依存性の測定)
図4に示す装置を各測定環境に置き、印加電圧1000Vのもとで、10℃相対湿度15%(LL条件)あるいは32.5℃相対湿度90%(HH条件)の条件下でローラの電気抵抗値R(Ω)を測定し、Δlog10R=log10R(10℃相対湿度15%)−log10R(32.5℃相対湿度90%)の式に従い、環境依存性を算出した。なお、表中には、その常用対数値を用いて示している。この値が1.7を越えると好ましくない。
(Measurement of environmental dependency of roller resistance)
The apparatus shown in FIG. 4 is placed in each measurement environment, and the roller electricity is applied under the condition of 10 ° C. relative humidity 15% (LL condition) or 32.5 ° C. relative humidity 90% (HH condition) under an applied voltage of 1000V. The resistance value R (Ω) was measured, and the environmental dependence was calculated according to the equation: Δlog 10 R = log 10 R (10 ° C. relative humidity 15%) − log 10 R (32.5 ° C. relative humidity 90%). In the table, the common logarithm values are used. It is not preferable that this value exceeds 1.7.

(ローラ抵抗値の周ムラ)
図4に示す装置を用い、温度23℃、相対湿度55%雰囲気下で、芯金の両端に500gずつの荷重Fをかけ、アルミドラムを回転数30rpmで回転させることで導電性ローラを回転させた状態で、1000Vの印加電圧をかけたとき、1周内の周むら((周方向の電気抵抗の最大値/周方向の電気抵抗の最小値)の比率)を求めた。周むらは1.0〜1.3、より好ましくは、1.0〜1.2、さらに好ましくは、1.0〜1.15であるのが良い。
(Roller resistance unevenness)
Using the apparatus shown in FIG. 4, the conductive roller is rotated by applying a load F of 500 g to both ends of the core metal at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55%, and rotating the aluminum drum at a rotation speed of 30 rpm. In this state, when an applied voltage of 1000 V was applied, the circumferential unevenness (ratio of (maximum value of electrical resistance in the circumferential direction / minimum value of electrical resistance in the circumferential direction)) within one circle was determined. The circumferential unevenness is 1.0 to 1.3, more preferably 1.0 to 1.2, and still more preferably 1.0 to 1.15.

(連続通電時の抵抗上昇)
〔実施例1〜8、参考実施例1〜3〕、〔比較例1〜10〕に関して。
23℃、相対湿度55%の環境下で、ローラ抵抗値[Ω]の測定時と同様の状態で、ローラに1000Vの定電圧を96時間連続印加した。このときの、電圧印加直後のローラ抵抗値R(t=0hr.)と、96時間印加後のローラ抵抗値R(t=96hr.)の値を上記と同様にして測定し、これらの値を用いて連続通電時の抵抗上昇量:Δlog10R(t=96hr.−0hr.)〔Ω〕=log10R(t=96hr.)−log10R(t=0hr.)を計算した。数値は表1〜4中に示す。尚、アルミドラムの回転数が30rpm,径が30mmφのため、回転時の線速度は94mm/分となる。
(Resistance increase during continuous energization)
Regarding [ Examples 1 to 8, Reference Examples 1 to 3 ] and [Comparative Examples 1 to 10].
A constant voltage of 1000 V was continuously applied to the roller for 96 hours in an environment of 23 ° C. and a relative humidity of 55% in the same state as when the roller resistance value [Ω] was measured. At this time, the roller resistance value R (t = 0 hr.) Immediately after voltage application and the roller resistance value R (t = 96 hr.) After 96 hours application were measured in the same manner as described above, and these values were measured. The amount of increase in resistance during continuous energization was calculated as follows: Δlog 10 R (t = 96 hr. −0 hr .) [Ω] = log 10 R (t = 96 hr .) − Log 10 R (t = 0 hr.). Numerical values are shown in Tables 1-4. Since the rotation speed of the aluminum drum is 30 rpm and the diameter is 30 mmφ, the linear velocity during rotation is 94 mm / min.

(圧縮永久ひずみ)
上記で得られた導電性ローラを10mm幅で端面に平行にカットした試験片を用いて、JIS K6262に記載の加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法に従い、測定温度70℃、測定時間22〜24時間、圧縮率25%で測定した。この圧縮永久ひずみの値が30%を越える場合は、ローラになったときの寸法変化が大きくなりすぎて実用に適さなくなる可能性が高い。
(Compression set)
Using the test piece obtained by cutting the conductive roller obtained above with a width of 10 mm parallel to the end face, according to the vulcanized rubber and thermoplastic rubber permanent strain test method described in JIS K6262, a measurement temperature of 70 ° C., a measurement time The measurement was carried out at a compression rate of 25% for 22 to 24 hours. If this compression set value exceeds 30%, the dimensional change when it becomes a roller becomes too large, and there is a high possibility that it becomes unsuitable for practical use.

(感光体汚染試験)
実施例1〜8、参考実施例1〜3、比較例1〜比較例10においては、以下の方法で試験した。
ヒューレットパッカード社製のLaser Jet4050型レーザービームプリンタのカートリッジ(カートリッジタイプ C4127X)にセットされている感光体に、実施例・参考実施例・比較例の加硫ゴムスラブシートを押しつけた状態で、32.5℃,相対湿度90%の条件下で2週間保管する。その後、感光体から加硫ゴムスラブシートを除去し、当該感光体を用いて上記プリンターにてハーフトーンの印刷を行い、印刷物に汚れが出るかどうかを次の基準で調査した。
○:印刷物を目で見る限り汚染なし
△:軽度の汚染(5枚以内の刷り込みにより、目で見て判らない程度にまでとれる使用上問題ない汚染)
×:重度の汚染(5枚以上刷り込んでも、印刷物を目で見て異常が判る汚染)
尚、後述する本発明の第1参考実施形態である導電性ベルトに関する参考実施例、比較例11〜16については、得られた導電性ベルトの切片と、富士ゼロックス株式会社製のレーザービームプリンタDocuPrint 180及び、それのカートリッジ(商品コード CT350035)にセットされている感光体を用い、上記と同様にして評価した。但し、保管条件は、45℃,相対湿度80%とした。
(Photoconductor contamination test)
In Examples 1 to 8, Reference Examples 1 to 3 , and Comparative Examples 1 to 10, the test was performed by the following method.
In a state where the vulcanized rubber slab sheets of Examples , Reference Examples, and Comparative Examples are pressed against the photoreceptor set in the cartridge (cartridge type C4127X) of Laser Jet 4050 type laser beam printer manufactured by Hewlett-Packard Company, 32. Store for 2 weeks at 5 ° C and 90% relative humidity. Thereafter, the vulcanized rubber slab sheet was removed from the photoconductor, halftone printing was performed with the printer using the photoconductor, and whether or not the printed material was stained was examined according to the following criteria.
○: No contamination as long as the printed product is visually observed. △: Mild contamination (contamination with no problem in use that can be removed to the extent that it cannot be seen visually by imprinting within 5 sheets)
×: Severe contamination (contamination that reveals abnormalities by visual inspection of printed matter even when 5 or more sheets are imprinted)
In addition, about Reference Examples 4 to 9 and Comparative Examples 11 to 16 relating to the conductive belt which is a first reference embodiment of the present invention to be described later, a section of the obtained conductive belt and a laser manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. Evaluation was performed in the same manner as described above, using a beam printer DocuPrint 180 and a photoconductor set in the cartridge (product code CT350035). However, the storage conditions were 45 ° C. and 80% relative humidity.

(硬度の測定)
導電性ローラについて、JIS K6253に記載のタイプEデュロメータを用いて500gの荷重をかけたもとでの硬度を測定した(デュロメータE硬度)。但し、ソリッドローラについては、荷重を1000gとした。
(Measurement of hardness)
About the electroconductive roller, the hardness under the load of 500 g was measured using the type E durometer described in JIS K6253 (durometer E hardness). However, for the solid roller, the load was 1000 g.

表1、2に示すように、実施例1〜8、参考実施例1〜3の導電性ローラは、所要の1相の第1非連続相に解離可能な塩を偏在させているため、いずれも電気特性に優れると共に移行汚染等の問題も生じなかった。特に、電気抵抗の環境依存性が小さい上に、連続通電時の抵抗上昇も少なかった。また、発泡ローラとしても通電時の抵抗上昇が小さく、良好であった。
特に、実施例のように、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩としてカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを用いた場合は、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドよりも少ない工程で得られるため、コストの低減を図ることができると共に、カリウム陽イオンはリチウム陽イオンよりやや重いことから連続通電時の抵抗上昇をより大きく低減することができた。
実施例のように、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として第4級アンモニウム塩を用いた場合は、陽イオンを重くしながら充分な導電性を得ることができるため、上記と同様に連続通電時の抵抗上昇を低減することができた。
実施例のように、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩としてEMI−TFSIを用いた場合は、連続通電時の抵抗上昇を低減すると共に抵抗値の環境依存性も低減することができ、非常に優れていた。
実施例のように、EMI−BFを用いた場合にも、比較的良好な結果が得られた。
As shown in Tables 1 and 2, the conductive rollers of Examples 1 to 8 and Reference Examples 1 to 3 have a dissociable salt dissociated in the required first non-continuous phase. In addition to being excellent in electrical characteristics, problems such as migration contamination did not occur. In particular, the electrical resistance was less dependent on the environment, and the resistance increase during continuous energization was small. Also, the foam roller was good because the resistance increase during energization was small.
In particular, as in Example 5 , when potassium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is used as a salt capable of dissociating into a cation and an anion, it can be obtained with fewer steps than lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide. Therefore, the cost can be reduced, and the potassium cation is slightly heavier than the lithium cation, so that the increase in resistance during continuous energization can be further reduced.
When a quaternary ammonium salt is used as a salt capable of dissociating into a cation and an anion as in Example 6 , sufficient conductivity can be obtained while increasing the cation. The increase in resistance during continuous energization could be reduced.
When EMI-TFSI is used as a salt capable of dissociating into a cation and an anion as in Example 7 , the resistance increase during continuous energization can be reduced and the environmental dependency of the resistance value can be reduced. It was very good.
As in Example 8 , when EMI-BF 4 was used, relatively good results were obtained.

一方、表3、4に示すように、比較例1は解離可能な塩を配合しなかったため体積固有抵抗値、及び、ローラ抵抗値が上記記載の転写ローラ用としてはやや高くなってしまった。また、実施例1〜8、参考実施例1〜3と比較すると導電性ローラとしては抵抗値の環境依存性もやや大きくなってしまっている。
比較例2、3、7〜10は連続相に解離可能な塩が偏在されたため連続通電時の抵抗上昇が大きく不適であった。
比較例4、5は1相の系で解離可能な塩を用いたため連続通電時の抵抗上昇が大きく不適であった。
比較例6は連続相にほぼ絶縁であるEPDMを用いたため、体積固有抵抗値およびローラ抵抗値が高かった。また、EPDMとEO−PO−AGE共重合体との相容性が悪いため、周むらも非常に大きくなっている。
On the other hand, as shown in Tables 3 and 4, since Comparative Example 1 did not contain a dissociable salt, the volume specific resistance value and the roller resistance value were slightly higher for the transfer roller described above. Further, as compared with Examples 1 to 8 and Reference Examples 1 to 3 , the resistance dependency of the conductive roller on the environment is slightly increased.
In Comparative Examples 2, 3, and 7 to 10, since dissociable salts were unevenly distributed in the continuous phase, the increase in resistance during continuous energization was not suitable.
Since Comparative Examples 4 and 5 used a salt that can be dissociated in a one-phase system, the resistance increase during continuous energization was not suitable.
In Comparative Example 6, since EPDM, which is substantially insulating, was used for the continuous phase, the volume specific resistance value and the roller resistance value were high. Further, since the compatibility between the EPDM and the EO-PO-AGE copolymer is poor, the circumferential unevenness is very large.

また、上述した図3は、実施例2を原子間力顕微鏡(AFM)式の走査型プローブ顕微鏡(SPM)において位相モードで観察したモルフォロジーであった。また、比較例3のモルフォロジー(1辺10μm)を図5に示す。比較例3は1つの連続相と1つの非連続相からなり、解離可能な塩は連続相に偏在させたものである。   Moreover, FIG. 3 mentioned above was the morphology which observed Example 2 in the phase mode in the scanning probe microscope (SPM) of the atomic force microscope (AFM) type. The morphology of Comparative Example 3 (10 μm per side) is shown in FIG. Comparative Example 3 is composed of one continuous phase and one discontinuous phase, and the dissociable salt is unevenly distributed in the continuous phase.

さらに、図6は、実施例1と比較例2の連続通電時の抵抗変化を示している。横軸を通電時間、縦軸をローラ抵抗値とした。実施例1と比較例2では初期状態でのローラ抵抗値はほぼ同等であるが、図6に示すように、連続通電により比較例2は抵抗が著しく上昇するのに対して、実施例1はごくわずかに上昇するのみであった。   Further, FIG. 6 shows resistance changes during continuous energization of Example 1 and Comparative Example 2. The horizontal axis is the energization time, and the vertical axis is the roller resistance value. In Example 1 and Comparative Example 2, the roller resistance values in the initial state are almost the same. However, as shown in FIG. Only a slight increase.

図7及び図8は第1参考実施形態を示し、本発明の参考実施形態の導電性ポリマー組成物を用いて形成される導電性ベルト13を転写ベルトとして用いている。
上記導電性ベルト13は、2個のプーリー14によって張架状態とされ、回転移動する導電性ベルト13の上側の直線状部分15に紙等のシート材16を担持して搬送し、また感光体上に作られたトナー像をシート材16に転写するものである。
7 and 8 show a first reference embodiment, in which a conductive belt 13 formed using the conductive polymer composition of the reference embodiment of the present invention is used as a transfer belt.
The conductive belt 13 is stretched by two pulleys 14 and carries and conveys a sheet material 16 such as paper on a linear portion 15 on the upper side of the rotating conductive belt 13. The toner image formed above is transferred to the sheet material 16.

上記導電性ベルト13は、以下の形態のみには限定されないが、シームレスなベルト状の1層の導電性ポリマー組成物から形成した導電層21のみからなる。該導電層21は、図8に示すように、1相の連続相1’と、1相の第1非連続相2’とからなり、連続相1’と第1非連続相2’とは海−島構造を呈している。
第1非連続相2’にのみ陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させ、該第1非連続相2’を構成するポリマーは、連続相1’を構成するポリマーよりも、解離可能な塩との親和性が高いものとしている。
Although the said electroconductive belt 13 is not limited only to the following forms, it consists only of the electroconductive layer 21 formed from the electroconductive polymer composition of one layer of seamless belt shape. As shown in FIG. 8, the conductive layer 21 is composed of one continuous phase 1 ′ and one first discontinuous phase 2 ′. The continuous phase 1 ′ and the first discontinuous phase 2 ′ It has a sea-island structure.
Only the first discontinuous phase 2 ′ has a salt dissociable into a cation and an anion, and the polymer constituting the first discontinuous phase 2 ′ can be dissociated more than the polymer constituting the continuous phase 1 ′. It has high affinity with various salts.

具体的には、解離可能な塩を偏在させた第1非連続相2’を構成するポリマーとしてポリエチレンオキサイドブロックナイロン12共重合体からなる樹脂型帯電防止剤30重量部用い、連続相1’を構成するポリマーとしてポリエーテルからなるソフトセグメントとポリエステルからなるハードセグメントから構成されるポリエステル系熱可塑性エラストマー100重量部用いている。   Specifically, 30 parts by weight of a resin-type antistatic agent made of a polyethylene oxide block nylon 12 copolymer is used as a polymer constituting the first discontinuous phase 2 ′ in which dissociable salts are unevenly distributed, and the continuous phase 1 ′ is used. As a constituent polymer, 100 parts by weight of a polyester-based thermoplastic elastomer composed of a soft segment made of polyether and a hard segment made of polyester is used.

第1非連続相を構成する樹脂型帯電防止剤の体積抵抗率をρV1、連続相を構成するポリエステル系熱可塑性エラストマーの体積抵抗率をρV2とするとlog10ρV1は9.0、log10ρV2は13.4であり、(log10ρV2−log10ρV1)の値を4.4としている。第1非連続相2’を構成するポリマーと連続相1’を構成するポリマーとの重量比は23:77としている。 When the volume resistivity of the resin-type antistatic agent constituting the first discontinuous phase is ρ V1 and the volume resistivity of the polyester-based thermoplastic elastomer constituting the continuous phase is ρ V2 , log 10 ρ V1 is 9.0, log. 10 [rho V2 is 13.4, and 4.4 the values of (log 10 ρ V2 -log 10 ρ V1). The weight ratio of the polymer constituting the first discontinuous phase 2 ′ to the polymer constituting the continuous phase 1 ′ is 23:77.

陽イオンと陰イオンに解離可能な塩としては、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩であるリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを1.5重量部用いている。この塩は、PC/DME系混合溶媒(体積分率1/2)中、25℃で0.1mol/リットルの塩濃度で測定した導電率が4.0mS/cmであり、分子量1万以下の低分子量ポリエーテル化合物や低分子量極性化合物からなる媒体を介さずに配合している。   As a salt dissociable into a cation and an anion, 1.5 parts by weight of lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, which is a salt having an anion having a fluoro group and a sulfonyl group, is used. This salt has a conductivity of 4.0 mS / cm measured at a salt concentration of 0.1 mol / liter at 25 ° C. in a PC / DME mixed solvent (volume fraction 1/2), and has a molecular weight of 10,000 or less. It is blended without a medium composed of a low molecular weight polyether compound or a low molecular weight polar compound.

導電性ベルト13は以下の方法により製造している。
解離可能な塩と樹脂型帯電防止剤とをタンブラーを用いてドライブレンドする。該ドライブレンド物をすみやかに2軸押出機に送り込み、170〜210℃で2分間混練した後、冷却してペレット化する。ここで得られた混練物のペレットに、ポリエステル系熱可塑性エラストマーのペレットを上記と同様にしてドライブレンドし、再度、2軸押出機を用いて210〜270℃で2分間混練し、冷却して導電性ポリマー組成物のペレットを作製する。この導電性ポリマー組成物のペレットを押出成形機によりベルト状に成形している。
The conductive belt 13 is manufactured by the following method.
The detachable salt and the resin-type antistatic agent are dry blended using a tumbler. The dry blend is immediately fed into a twin screw extruder, kneaded at 170 to 210 ° C. for 2 minutes, and then cooled to be pelletized. The pellets of the polyester-based thermoplastic elastomer thus obtained are dry blended in the same manner as described above, and again kneaded at 210 to 270 ° C. for 2 minutes using a twin screw extruder and cooled. Conductive polymer composition pellets are made. The conductive polymer composition pellets are formed into a belt shape by an extruder.

導電性ベルト13は、印加電圧100Vのもとで測定したJIS K6911に記載の体積抵抗率が109.6[Ω・cm]である。 The conductive belt 13 has a volume resistivity of 10 9.6 [Ω · cm] described in JIS K6911 measured under an applied voltage of 100V.

また、導電性ベルト13は、23℃、相対湿度55%の環境下で、厚みが0.25mmのサンプルに対し1000Vの定電圧を5時間連続印加した場合の体積抵抗率ρ[Ω・cm]を測定し、体積抵抗率の上昇量Δlog10ρ=log10ρ(t=5hr.)−log10ρ(t=0hr.)の値を0.36としている。また、10℃相対湿度15%、32.5℃相対湿度90%の条件下での体積抵抗率ρ[Ω・cm]を測定し、体積抵抗率の環境依存性Δlog10ρ=log10ρ(10℃相対湿度15%)−log10ρ(32.5℃相対湿度90%)の値を1.4としている。 The conductive belt 13 has a volume resistivity ρ V [Ω · cm when a constant voltage of 1000 V is continuously applied to a sample having a thickness of 0.25 mm for 5 hours in an environment of 23 ° C. and a relative humidity of 55%. ], And the value of increase in volume resistivity Δlog 10 ρ V = log 10 ρ V (t = 5 hr.) − Log 10 ρ V (t = 0 hr.) Is set to 0.36. Further, volume resistivity ρ V [Ω · cm] under conditions of 10 ° C. relative humidity of 15% and 32.5 ° C. relative humidity of 90% was measured, and the environmental dependency of volume resistivity Δlog 10 ρ V = log 10 The value of ρ V (10 ° C. relative humidity 15%) − log 10 ρ V (32.5 ° C. relative humidity 90%) is set to 1.4.

上記導電性ベルト13は、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を第1非連続相2’に偏在させた導電層21を備え、かつ、この添加する塩として少量で抵抗値を低下できる塩を用い、さらには、各相に用いるポリマーを適切に選択しているため電界を加えたときに起こる塩の系外への移行や連続通電時の抵抗上昇等を防ぎながら、かつ、実用に必要な低電気抵抗値を得ることができる。また、厚み方向には適度な柔軟性を有する一方、長さ方向には伸びにくい。かつ、後述する参考実施例の様に非塩素・非臭素系の組成物とした場合には、環境にも良い、実用性に非常に優れた導電性シームレスベルトとなる。 The conductive belt 13 includes a conductive layer 21 in which a salt that can be dissociated into a cation and an anion is unevenly distributed in the first discontinuous phase 2 ′, and a salt that can reduce a resistance value with a small amount as a salt to be added. In addition, since the polymer used for each phase is selected appropriately, it is necessary for practical use while preventing the salt from moving out of the system when the electric field is applied or the increase in resistance during continuous energization. A low electrical resistance value can be obtained. Moreover, it has moderate flexibility in the thickness direction, but hardly stretches in the length direction. And, in the case of a non-chlorine and non-bromine of the composition as in the Reference Examples 4-9 which will be described later, environment may be, a very excellent conductivity seamless belt practical.

上記第1参考実施形態のベルトは転写ベルトであるが、その他、例えば、画像形成装置に用いられる中間転写ベルト、定着ベルト、現像ベルト、搬送ベルト等としても用いることができる。特に、白色のベルトとすると、トナーの付着が簡単に目視可能となるため、クリーニング性能の評価に適し、中間転写ベルトとして好適に用いることができる。 The belt of the first reference embodiment is a transfer belt, but can also be used as, for example, an intermediate transfer belt, a fixing belt, a developing belt, a conveyance belt, and the like used in an image forming apparatus. In particular, when a white belt is used, toner adhesion can be easily visually checked, so that it is suitable for evaluation of cleaning performance and can be suitably used as an intermediate transfer belt.

上記導電性ベルトの参考実施例、比較例11〜16を作製して物性を測定した。
表5〜表7に記載の各配合材料を上述した方法によりタンブラー、2軸押出機を用いて配合、混練した後に、樹脂用の押出成形機により押出して、内径168mm、平均厚み0.25mm、幅350mmの転写ベルト用の導電性ベルトを作製した。評価結果及び上記したベルトとしての各種評価を表5〜7に示す。また、前記表1〜表4中の値と同様にして測定して求めた各ポリマーのTg〔℃〕についてもあわせて表中に示す。
Reference Examples 4 to 9 and Comparative Examples 11 to 16 of the conductive belt were produced and measured for physical properties.
Each compounding material described in Tables 5 to 7 was compounded and kneaded using the tumbler and twin-screw extruder by the method described above, and then extruded by a resin extruder, and the inner diameter was 168 mm, the average thickness was 0.25 mm, A conductive belt for a transfer belt having a width of 350 mm was produced. Tables 5 to 7 show the evaluation results and various evaluations as the belt described above. In addition, the Tg [° C.] of each polymer obtained by measurement in the same manner as the values in Tables 1 to 4 are also shown in the table.

参考実施例
非連続相を構成するポリマーとして本発明で用いる様な陽イオンと陰イオンに解離可能な塩との親和性が非常に高いポリエチレンオキサイドブロックナイロン12共重合体や、ポリエーテルエステルアミド共重合体からなる樹脂型帯電防止剤を用い、これに陽イオンと陰イオンに解離可能な塩であるリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド等を偏在させた。連続相としてポリエーテルからなるソフトセグメントとポリエステルからなるハードセグメントから構成されるポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いた。リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド等の塩の濃度がいずれも5wt%となるような上記の樹脂型帯電防止剤とのマスターバッチを作製し、それを用いた。尚、比較例12のデータ中のρV2の値や組成物の体積固有抵抗値が、それなりに低い値を示していることから、これら参考実施例で用いた熱可塑性エラストマー(ペルプレン)は、本発明で用いる塩とはそれなりの親和性を有することがわかる。
( Reference Examples 4 to 9 )
From a polyethylene oxide block nylon 12 copolymer having a very high affinity between a cation and an anion dissociable salt as used in the present invention as a polymer constituting a discontinuous phase, and a polyether ester amide copolymer. The resin-type antistatic agent obtained was unevenly distributed with lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, which is a salt dissociable into a cation and an anion. A polyester-based thermoplastic elastomer composed of a soft segment made of polyether and a hard segment made of polyester was used as the continuous phase. A master batch with the above-described resin-type antistatic agent was prepared and used so that the concentration of the salt such as lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide was 5 wt%. In addition, since the value of ρ V2 in the data of Comparative Example 12 and the volume specific resistance value of the composition show moderately low values, the thermoplastic elastomer (perprene) used in these reference examples is It can be seen that the salt used in the invention has a certain affinity.

(比較例11〜16)
比較例11は、塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドをアジピン酸ジブトキシエトキシエチルに20wt%溶解したものを、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(ポリエーテル−ポリエステルブロック共重合体ペルプレンP90BD)に配合した。このとき、このアジピン酸ジブトキシエトキシエチルに塩1が20wt%溶解したアジピン酸エステル系イオン導電付与剤を2.5重量部用い、これによって塩1の量を0.5重量部とした。
比較例12は塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを低分子量のポリエーテル化合物や低分子量極性化合物からなる媒体を用いずにポリエステル系熱可塑性エラストマー1相中に直接分散させて用いた。
比較例13〜16は、比較例12と同様にして、それぞれ上記の塩3〜6を低分子量のポリエーテル化合物や低分子量極性化合物からなる媒体を用いずにポリエステル系熱可塑性エラストマー1相中に直接分散させて用いた。
(Comparative Examples 11-16)
Comparative Example 11 was prepared by dissolving 20 wt% of lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of salt 1 in dibutoxyethoxyethyl adipate into a polyester-based thermoplastic elastomer (polyether-polyester block copolymer perprene P90BD). Blended. At this time, 2.5 parts by weight of an adipate ester ion conductivity-imparting agent in which 20 wt% of salt 1 was dissolved in dibutoxyethoxyethyl adipate was used, whereby the amount of salt 1 was 0.5 parts by weight.
In Comparative Example 12, lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of salt 1 was directly dispersed in one phase of a polyester-based thermoplastic elastomer without using a medium composed of a low molecular weight polyether compound or a low molecular weight polar compound. .
In Comparative Examples 13 to 16, in the same manner as Comparative Example 12, each of the above salts 3 to 6 was added to one phase of the polyester-based thermoplastic elastomer without using a medium composed of a low molecular weight polyether compound or a low molecular weight polar compound. Used directly dispersed.

樹脂型帯電防止剤1は、ポリエチレンオキサイドブロックナイロン12共重合体を主成分とする。樹脂型帯電防止剤2は、ポリエーテルエステルアミド共重合体を主成分として含んでいる。   The resin-type antistatic agent 1 has a polyethylene oxide block nylon 12 copolymer as a main component. The resin-type antistatic agent 2 contains a polyether ester amide copolymer as a main component.

(体積固有抵抗値環境依存性)
導電性ベルトの参考実施例・比較例について、10℃相対湿度15%(LL環境)と、32.5℃相対湿度90%(HH環境)の環境下においても、上記と同様にして、100V印加時の導電性ベルトの体積抵抗率を測定した。
そして、体積抵抗率の環境依存性:Δlog10ρ(LL-HH)[Ω.cm]= log10ρ(10℃,15%rh.)−log10ρ(32.5℃,90%rh.) の式に従い、環境依存性の数値を計算し、その値を表5〜7に記載する。この値が1.7を越えると好ましくない。
(Volume specific resistance environment dependence)
In the reference examples and comparative examples of the conductive belt, 100 V was applied in the same manner as described above even in an environment of 10 ° C. relative humidity 15% (LL environment) and 32.5 ° C. relative humidity 90% (HH environment). The volume resistivity of the conductive belt at the time was measured.
Then, the environmental dependency of volume resistivity: Δlog 10 ρ V (LL-HH) [Ω.cm] = log 10 ρ V (10 ° C., 15% rh.) − Log 10 ρ V (32.5 ° C., 90 % Rh.), The numerical value of the environment dependency is calculated, and the value is shown in Tables 5-7. It is not preferable that this value exceeds 1.7.

体積固有抵抗値、感光体汚染試験については、上記の導電性ローラの測定方法のところで述べた方法にて測定した。   The volume specific resistance value and the photoreceptor contamination test were measured by the method described in the measurement method for the conductive roller.

(連続通電時の抵抗上昇)
参考実施例〕、〔比較例11〜16〕に関して。
23℃、相対湿度55%の環境下で、体積固有抵抗値の測定時と同様の状態で、厚み0.25mmの導電性ベルト内のある1点において、アドバンテストコーポレーション社製のデジタル超高抵抗微小電流計R−8240Aを用いて、1000Vの定電圧を5時間連続印加した。このときの、電圧印加直後のベルトの体積固有抵抗値ρ(t=0hr.)と、5時間印加後のベルトの体積固有抵抗値ρ(t=5hr.)の値を、上記と同様にして測定し、これらの値を用いて連続通電時の抵抗上昇量:Δlog10ρ(t=5−0hr.)〔Ω・cm〕 = log10ρ(t=5hr.)−log10ρ(t=0hr.)を計算した。数値は表5〜7中に示す。
(Resistance increase during continuous energization)
Regarding [ Reference Examples 4 to 9 ] and [Comparative Examples 11 to 16].
A digital ultra-high resistance micrometer manufactured by Advantest Corporation at a certain point in a conductive belt having a thickness of 0.25 mm in the same condition as when measuring volume resistivity in an environment of 23 ° C. and relative humidity of 55%. A constant voltage of 1000 V was continuously applied for 5 hours using an ammeter R-8240A. In this case, the volume resistivity of the belt immediately after the voltage application ρ V (t = 0hr.) , The value of the volume of 5 hours after application of the belt resistivity ρ V (t = 5hr.) , As described above Using these values, the resistance increase during continuous energization: Δlog 10 ρ V (t = 5-0 hr.) [Ω · cm] = log 10 ρ V (t = 5 hr.) − Log 10 ρ V (t = 0 hr.) was calculated. Numerical values are shown in Tables 5-7.

(面内むら)
導電性ベルトの面内むらの測定は、上記で説明した導電性ベルトの体積抵抗率(体積固有抵抗値)の測定において、1本のベルト内で得られた20点の体積固有抵抗値について、その最大値を最小値で除した値を計算し、それを表5〜7に記載した。これにより、実施例・参考実施例・比較例中のいずれのベルトも、むらがほとんどなく非常に均一であることがわかる。他方、カーボン導電のベルトでは、この値が2から10程度、大きいものでは、100程度になることもあり得る。
(In-plane unevenness)
The measurement of the in-plane unevenness of the conductive belt is the measurement of the volume resistivity (volume resistivity value) of the conductive belt described above, with respect to the volume resistivity value of 20 points obtained in one belt, A value obtained by dividing the maximum value by the minimum value was calculated and listed in Tables 5 to 7. Thus, it can be seen that the belts in the examples, reference examples, and comparative examples are very uniform with almost no unevenness. On the other hand, this value can be about 2 to 10 for a carbon conductive belt, and about 100 for a large belt.

表5に示すように、参考実施例は所要の1相の第1非連続相に解離可能な塩を偏在させているため、いずれも電気特性に優れると共に移行汚染等の問題も生じなかった。特に、電気抵抗の環境依存性が小さい上に、連続通電時の抵抗上昇も少なかった。 As shown in Table 5, in Reference Examples 4 and 5 , since the dissociable salt is unevenly distributed in the required first discontinuous phase, both of them have excellent electrical characteristics and cause problems such as migration contamination. There wasn't. In particular, the electrical resistance was less dependent on the environment, and the resistance increase during continuous energization was small.

表6に示すように、参考実施例は、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として、塩1のリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドの代わりに塩3のカリウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを用いた以外は参考実施例と同様にした。塩3は、陽イオンがリチウムイオンよりも重いカリウムイオンであるため、連続通電時の抵抗上昇をより低減することができた。また、上述したように、塩3は塩1よりも安価であるが、同一配合量でほぼ同様の抵抗値を得ることができるため、コストの低減も図ることができた。さらに、体積固有抵抗値の環境依存性を一層低減することもできた。
参考実施例では、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として、塩1の代わりに塩4を用いた以外は参考実施例と同様にしたが、比較例14と比較して環境依存性、連続通電時の抵抗上昇、感光体汚染等において優れた特性をもつことがわかった。
参考実施例では、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として、塩1の代わりに塩5を用いた以外は参考実施例と同様にした。参考実施例と同様に、陽イオンを重くしながら十分な導電性を得ることができるため、連続通電時の抵抗上昇を低減できた。さらに、体積固有抵抗値の環境依存性を一層低減することもできた。
参考実施例では、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩として、塩1の代わりに塩6を用いた以外は参考実施例と同様にした。他の参考実施例と比較して環境依存性等は若干劣るが、比較例16と比較すると通電上昇が小さい点で非常に優れていることがわかった。
As shown in Table 6, Reference Example 6 is a salt that can be dissociated into a cation and an anion, and instead of lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide of salt 1, potassium-bis (trifluoromethanesulfonyl) of salt 3 ) Same as Reference Example 4 except that imide was used. In salt 3, since the cation is a potassium ion heavier than the lithium ion, the increase in resistance during continuous energization could be further reduced. Further, as described above, the salt 3 is less expensive than the salt 1, but since almost the same resistance value can be obtained with the same blending amount, the cost can be reduced. Furthermore, the environmental dependence of the volume resistivity value could be further reduced.
Reference Example 7 was the same as Reference Example 4 except that salt 4 was used in place of salt 1 as a salt capable of dissociating into a cation and an anion. It has been found that it has excellent characteristics in resistance increase during continuous energization, photoconductor contamination, and the like.
Reference Example 8 was the same as Reference Example 4 except that salt 5 was used instead of salt 1 as a salt capable of dissociating into a cation and an anion. As in Reference Example 6 , since sufficient conductivity can be obtained while increasing the cation, the increase in resistance during continuous energization can be reduced. Furthermore, the environmental dependence of the volume resistivity value could be further reduced.
Reference Example 9 was the same as Reference Example 4 except that salt 6 was used instead of salt 1 as a salt capable of dissociating into a cation and an anion. Although the environmental dependency etc. are slightly inferior to those of the other reference examples, it was found that the energization increase is small as compared with Comparative Example 16, which is very excellent.

一方、比較例11は、1相の系で解離可能な塩を用い、またかかる塩を低分子量極性化合物からなる媒体を用いて分散させたため連続時の抵抗上昇が非常に大きく、感光体汚染も生じ不適であった。
比較例12は、連続通電時の抵抗上昇が大きく、環境依存性もやや大きかった。
比較例13〜16についても比較例12と同様に1相の系であるため、連続通電時の抵抗上昇が大きかった。また、比較例14においては、感光体汚染も生じ不適であった。
On the other hand, Comparative Example 11 uses a salt that can be dissociated in a one-phase system, and such a salt is dispersed using a medium composed of a low molecular weight polar compound. It was unsuitable.
In Comparative Example 12, the resistance increase during continuous energization was large, and the environmental dependency was slightly large.
Since Comparative Examples 13 to 16 are one-phase systems as in Comparative Example 12, the resistance increase during continuous energization was large. Further, Comparative Example 14 was unsuitable due to contamination of the photoreceptor.

図9は、本発明の第実施形態の難燃性シームレスベルトからなる中間転写ベルト33を備えたカラープリンタ用の画像形成装置を示す。カラー用プリンターは、転写ローラ30a、30b、帯電ローラ31、感光体32、中間転写ベルト33、定着ローラ34、4色のトナー35(35a、35b、35c、35d)、鏡36を備えている。 FIG. 9 shows an image forming apparatus for a color printer provided with an intermediate transfer belt 33 formed of a flame-retardant seamless belt according to the second embodiment of the present invention. The color printer includes transfer rollers 30a and 30b, a charging roller 31, a photoconductor 32, an intermediate transfer belt 33, a fixing roller 34, four color toners 35 (35a, 35b, 35c, and 35d), and a mirror 36.

このカラー用画像形成装置によって画像が形成される場合、まず、感光体32が図中の矢印の方向に回転し、帯電ローラ31によって感光体32が帯電された後に、鏡36を介してレーザー37が感光体32の非画像部を露光して除電され、画線部に相当する部分が帯電した状態になる。次に、トナー35aが感光体32上に供給されて、帯電画線部にトナー35aが付着し1色目の画像が形成される。このトナー画像は一次転写ローラ30aに電界がかけられることにより中間転写ベルト33上へ転写される。同様にして、感光体32上に形成されたトナー35b〜35dの各色の画像が中間転写ベルト33上に転写され、中間転写ベルト33上に4色のトナー35(35a〜35d)からなるフルカラー画像が一旦形成される。このフルカラー画像は二次転写ローラ30bに電界がかけられることにより被転写体(通常は紙)38上へ転写され、所定の温度に加熱されている定着ローラ34を通過することで被転写体38の表面へ定着される。なお、両面印刷を行う場合には、定着ローラ34を通過した被転写体38がプリンター内部で反転され、上記画像形成工程を繰り返し、再度裏面に画像が形成される。   When an image is formed by this color image forming apparatus, first, the photoconductor 32 rotates in the direction of the arrow in the drawing, and the photoconductor 32 is charged by the charging roller 31, and then the laser 37 is passed through the mirror 36. Is exposed to the non-image portion of the photosensitive member 32 and is neutralized, and the portion corresponding to the image portion is charged. Next, the toner 35a is supplied onto the photoreceptor 32, and the toner 35a adheres to the charged image line portion to form a first color image. This toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 33 by applying an electric field to the primary transfer roller 30a. Similarly, each color image of the toners 35b to 35d formed on the photoconductor 32 is transferred onto the intermediate transfer belt 33, and a full color image composed of four color toners 35 (35a to 35d) is formed on the intermediate transfer belt 33. Is once formed. The full-color image is transferred onto a transfer target (usually paper) 38 by applying an electric field to the secondary transfer roller 30b, and passes through the fixing roller 34 heated to a predetermined temperature, thereby transferring the transfer target 38. Is fixed to the surface. When performing double-sided printing, the transfer target 38 that has passed through the fixing roller 34 is reversed inside the printer, and the above image forming process is repeated to form an image on the back side again.

本発明の難燃性シームレスベルトからなる中間転写ベルト33は、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを主成分とし、全重量に対してメラミンシアヌレートを25重量%の割合で含有しており、上述した化学式1に記載の陰イオンを備えた塩であるリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを全ポリマー成分100重量部に対して1.2重量部含有し、ポリエーテルブロックを有する共重合体であるポリエチレンオキサイドブロックナイロン12共重合体(ガラス転移温度Tgが−57℃)をポリエステル系熱可塑性エラストマー100重量部に対して30重量部の割合で含有し、体積抵抗率を109.6Ω・cmとした熱可塑性組成物を2軸押出機を用い混練りした後、押出成形により成形している。 The intermediate transfer belt 33 composed of the flame-retardant seamless belt of the present invention contains a polyester-based thermoplastic elastomer as a main component and contains melamine cyanurate in a proportion of 25% by weight with respect to the total weight. Polyethylene oxide which is a copolymer having a polyether block containing 1.2 parts by weight of lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide which is a salt having an anion described in 1. A block nylon 12 copolymer (glass transition temperature Tg of −57 ° C.) was contained at a ratio of 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyester-based thermoplastic elastomer, and the volume resistivity was 10 9.6 Ω · cm. The thermoplastic composition is kneaded using a twin screw extruder and then molded by extrusion.

測定環境23℃、相対湿度55%、試料厚み250μm、印加電圧1000Vで電圧を印加したときの電圧印加直後の体積抵抗率をρ(t=0hr.)、連続5時間電圧印加後の体積抵抗率をρ(t=5hr.)とすると、log10ρ(t=5hr.)−log10ρ(t=0hr.)=0.36としている。 The volume resistivity immediately after voltage application is ρ V (t = 0 hr.) When a voltage is applied at a measurement environment of 23 ° C., a relative humidity of 55%, a sample thickness of 250 μm, and an applied voltage of 1000 V. When the rate is ρ V (t = 5 hr.), Log 10 ρ V (t = 5 hr.) − Log 10 ρ V (t = 0 hr.) = 0.36.

また、低温低湿環境(10℃、相対湿度15%)における体積抵抗率ρ(10℃相対湿度15%)と、高温高湿環境(32.5℃、相対湿度90%)における体積抵抗率ρ(32.5℃相対湿度90%)との関係は、log10ρ(10℃相対湿度15%)−log10ρ(32.5℃相対湿度90%)=1.6となっている。 Also, volume resistivity ρ V (10 ° C., relative humidity 15%) in a low temperature and low humidity environment (10 ° C., relative humidity 15%) and volume resistivity ρ in a high temperature, high humidity environment (32.5 ° C., relative humidity 90%). The relationship with V (32.5 ° C. relative humidity 90%) is log 10 ρ V (10 ° C. relative humidity 15%) − log 10 ρ V (32.5 ° C. relative humidity 90%) = 1.6. Yes.

本実施形態では、ポリエーテルブロックを有する共重合体の重量は、上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩の重量の19.2倍としている。なお、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドは、分子量1万以下の低分子量ポリエーテル化合物や低分子量極性化合物からなる媒体を介さずに配合されている。   In this embodiment, the weight of the copolymer having a polyether block is 19.2 times the weight of the salt having the anion described in Chemical Formula 1. Note that lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is blended without a medium composed of a low molecular weight polyether compound having a molecular weight of 10,000 or less or a low molecular weight polar compound.

本発明の中間転写ベルト33は、優れた難燃性を有し、感光体汚染もない上に、厚み方向には適度な柔軟性を有する一方、長さ方向には伸びにくく、かつ環境への影響が小さく実用性に非常に優れたシームレスベルトである。また、体積抵抗率に影響を及ぼすことなくベルトに難燃性が付与されており、抵抗値の面内バラツキや環境依存性が小さい上に連続通電時の抵抗上昇も小さく、かつ、押出肌も平滑である。従って、本発明の難燃性シームレスベルトは、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置内において、ベルトが高電圧、高温環境下に置かれる場合でも、使用状態に制限を受けることなく使用することができ、均一な画像を得ることができる。   The intermediate transfer belt 33 of the present invention has excellent flame retardancy, does not contaminate the photoreceptor, and has an appropriate flexibility in the thickness direction, but is difficult to extend in the length direction, and is environmentally friendly. It is a seamless belt that has little impact and is very practical. In addition, the flame resistance is imparted to the belt without affecting the volume resistivity, resistance variation in the surface is small and environmental dependency is small, resistance rise during continuous energization is small, and extruded skin is also Smooth. Therefore, the flame-retardant seamless belt of the present invention is used without being restricted by the use state even in the case where the belt is placed in a high voltage and high temperature environment in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer. And a uniform image can be obtained.

以下、例えば上記中間転写ベルトとして用いることのできる難燃性シームレスベルトの製造方法について詳述する。
まず、ポリエーテルブロックを有する共重合体を主成分とし上述した化学式1に記載の陰イオンを備えた塩が5重量%配合された導電性マスターバッチを作製すると共に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーとメラミンシアヌレートとを同量ずつ配合された難燃性マスターバッチを作製する。ここで得られた導電性マスターバッチと、難燃性マスターバッチと、ポリエステル系熱可塑性エラストマーとを所要量2軸押出機で混練し、各材料が規定量配合されたベルト成形用の熱可塑性組成物からなる材料を得る。
導電性マスターバッチの混練温度は200℃〜270℃、好ましくは200℃〜250℃、混練時間は1分〜20分が好ましく、難燃性マスターバッチの混練温度は同じく200℃〜270℃、好ましくは200℃〜250℃、混練時間は1分〜20分が好ましい。
Hereinafter, for example, a method for producing a flame-retardant seamless belt that can be used as the intermediate transfer belt will be described in detail.
First, a conductive masterbatch containing a copolymer having a polyether block as a main component and containing 5% by weight of the salt having the anion described in Chemical Formula 1 is prepared, and a polyester-based thermoplastic elastomer and melamine are prepared. A flame retardant masterbatch containing the same amount of cyanurate is prepared. The conductive masterbatch obtained here, the flame retardant masterbatch, and the polyester-based thermoplastic elastomer are kneaded in a required amount by a twin-screw extruder, and a thermoplastic composition for belt molding in which each material is blended in a specified amount. A material consisting of things is obtained.
The kneading temperature of the conductive master batch is 200 ° C. to 270 ° C., preferably 200 ° C. to 250 ° C., the kneading time is preferably 1 minute to 20 minutes, and the kneading temperature of the flame retardant master batch is also 200 ° C. to 270 ° C., preferably Is preferably 200 ° C. to 250 ° C., and the kneading time is preferably 1 minute to 20 minutes.

図10はベルト製造装置50を示す。ベルト製造装置50は、材料を投入するホッパー51と、投入された材料を溶融押出する押出機52と、押出機52の中心軸とダイの中心軸が直角になり環状ダイス構成としたクロスヘッドダイ53と、押出機52とクロスヘッドダイ53の間に配置され押出量を調整するギヤポンプ54と、押し出された環状物Bを内周面側から整形するサイジング用型であるインサイドサイジング55と、整形された環状物Bを鉛直方向に引き取る引取機56と、連続的に成形される環状物Bを所定長さにカットする自動カット機57とを備えている。クロスヘッドダイ53は、環状ダイスのダイリップ53aから溶融物を鉛直下向きに押し出す構成としている。   FIG. 10 shows the belt manufacturing apparatus 50. The belt manufacturing apparatus 50 includes a hopper 51 for charging materials, an extruder 52 for melting and extruding the charged materials, and a crosshead die having a circular die structure in which the central axis of the extruder 52 and the central axis of the die are perpendicular to each other. 53, a gear pump 54 that is disposed between the extruder 52 and the crosshead die 53 and adjusts the amount of extrusion, an inside sizing 55 that is a sizing mold for shaping the extruded ring B from the inner peripheral surface side, A take-up machine 56 for picking up the formed annular object B in the vertical direction and an automatic cutting machine 57 for cutting the continuously formed annular object B into a predetermined length are provided. The crosshead die 53 is configured to push the melt vertically downward from the die lip 53a of the annular die.

上記ベルト成形用材料を押出機52のホッパー51から投入して200℃〜270℃、好ましくは200℃〜250℃で溶融し、溶融物をギヤポンプ54で押出量を調整しながらクロスヘッドダイ53へ送り込む。溶融物は、クロスヘッドダイ53の環状ダイスのダイリップ53aから環状に鉛直下向きに押出速度133mL/minで押し出す。ダイリップ53aから押し出された環状物Bはインサイドサイジング55に沿わさせて70℃〜100℃で冷却してベルト状に整形し、引取機56により鉛直下方へ引き取られ、自動カット機57により所定の長さにカットされ難燃性シームレスベルトを製造する。   The belt molding material is introduced from the hopper 51 of the extruder 52 and melted at 200 ° C. to 270 ° C., preferably 200 ° C. to 250 ° C., and the melt is adjusted to the crosshead die 53 while adjusting the extrusion amount with the gear pump 54. Send it in. The melt is extruded from the die lip 53a of the annular die of the crosshead die 53 in an annularly downward direction at an extrusion speed of 133 mL / min. The annular material B extruded from the die lip 53a is cooled along the inside sizing 55 at 70 ° C to 100 ° C, shaped into a belt shape, taken down vertically by the take-up machine 56, and taken to a predetermined length by the automatic cutting machine 57. To produce flame-retardant seamless belts.

上記第実施形態の難燃性ベルトは中間転写ベルトとして用いているが、その他、画像形成装置等に用いられる定着ベルト、現像ベルト、搬送ベルト等としても用いることができる。特に、白色のベルトとすると、トナーの付着が簡単に目視可能となるため、クリーニング性能の評価に適し、中間転写ベルトとして好適に用いることができる。 Although the flame retardant belt of the second embodiment is used as an intermediate transfer belt, it can also be used as a fixing belt, a developing belt, a conveying belt, etc. used in an image forming apparatus or the like. In particular, when a white belt is used, toner adhesion can be easily visually checked, so that it is suitable for evaluation of cleaning performance and can be suitably used as an intermediate transfer belt.

上記第実施形態では、上記熱可塑性組成物を用いて成形された1層のみの構造としているが、外周面側に少なくとも1層のコーティング層を有しても良い。コーティング層等の被覆層は、2層、3層等の複層構造としても良く、シームレスベルトの外周面側あるいは/及び内周面側とすることができる。 In the said 2nd Embodiment, although it is set as the structure of only 1 layer shape | molded using the said thermoplastic composition, you may have an at least 1 layer of coating layer in the outer peripheral surface side. The coating layer such as a coating layer may have a multilayer structure such as a two-layer or three-layer structure, and can be on the outer peripheral surface side and / or the inner peripheral surface side of the seamless belt.

ポリエステル系熱可塑性エラストマーは、ポリエステルポリエーテル系あるいはポリエステルポリエステル系等を用いることができる。また、化学式1に記載の陰イオンを備えていれば上記塩に限定されず、陽イオンの種類等を変更しても良い。ポリエーテルブロックを有する共重合体も適宜変更することができる。なお、上記押出成形による製法以外にも、インジェクション成形等により成形することも可能であり、マスターバッチを用いずに成形することもできる。   As the polyester thermoplastic elastomer, a polyester polyether type or a polyester polyester type can be used. Moreover, if it has the anion of Chemical formula 1, it will not be limited to the said salt, You may change the kind etc. of a cation. The copolymer having a polyether block can also be appropriately changed. In addition to the manufacturing method by extrusion molding, it is possible to mold by injection molding or the like, and it is possible to mold without using a masterbatch.

以下、第実施形態の難燃性ベルトの実施例、比較例について詳述する。
(実施例
上述した化学式1に記載の陰イオンを備えた塩であるリチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを、ポリエーテルブロックを有する共重合体(IrgastatP16、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製:ポリエチレンオキサイドブロックナイロン12共重合体(ガラス転移温度Tgが−57℃))に5重量%の割合になるようにドライブレンドし、これを2軸押出機のホッパーに投入し、210℃設定にて混練りすることで導電性マスターバッチを得た。この時の樹脂温度実測値は230℃であった。
Hereinafter, examples and comparative examples of the flame-retardant belt of the second embodiment will be described in detail.
(Example 9 )
Lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, which is a salt having the anion described in Chemical Formula 1 above, is converted into a copolymer having a polyether block (Irgastat P16, manufactured by Ciba Specialty Chemicals: polyethylene oxide block nylon 12) The polymer (glass transition temperature Tg is −57 ° C.) is dry blended at a ratio of 5% by weight, charged into a hopper of a twin screw extruder, and kneaded at a setting of 210 ° C. to conduct electricity. A sex masterbatch was obtained. The actually measured value of the resin temperature at this time was 230 ° C.

メラミンシアヌレート(MC640:日産化学製)をポリエステル系熱可塑性エラストマー(ペルプレンP90BD、東洋紡績製:ポリエステルポリエーテル系(ガラス転移温度Tgが−56℃))に50重量%の割合になるようにドライブレンドし、これを2軸押出機のホッパーに投入し、210℃設定にて混練りすることで難燃性マスターバッチを得た。この時の樹脂温度実測値は230℃であった。   Melamine cyanurate (MC640: manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) is dried to a polyester thermoplastic elastomer (Perprene P90BD, manufactured by Toyobo: Polyester polyether system (glass transition temperature Tg of −56 ° C.)) to a ratio of 50% by weight. After blending, this was put into a hopper of a twin screw extruder and kneaded at a setting of 210 ° C. to obtain a flame retardant masterbatch. The actually measured value of the resin temperature at this time was 230 ° C.

ポリエステル系熱可塑性エラストマーと、導電性マスターバッチと、難燃性マスターバッチとの各ペレットを、リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドの含有量がポリエーテルブロックを有する共重合体とポリエステル系熱可塑性エラストマーとの合計である全ポリマー成分100重量部に対し1.2重量部となり、ポリエーテルブロックを有する共重合体の含有量がポリエステル系熱可塑性エラストマー100重量部に対し30重量部となり、また、メラミンシアヌレートの含有量が全重量の25重量%になるような割合でドライブレンドした。これを2軸押出機のホッパーに投入し210℃にて混練りすることでベルト形成用の材料を得た。この時の樹脂温度実測値は230℃であった。   Polyester thermoplastic elastomer, conductive masterbatch, and flame retardant masterbatch pellets, lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide content copolymer with polyether block and polyester thermoplastic 1.2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total polymer component as a total with the elastomer, the content of the copolymer having a polyether block is 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyester-based thermoplastic elastomer, Dry blending was performed at such a ratio that the content of melamine cyanurate was 25% by weight of the total weight. This was put into a hopper of a twin screw extruder and kneaded at 210 ° C. to obtain a belt forming material. The actually measured value of the resin temperature at this time was 230 ° C.

作製したベルト形成用の材料を、上述した図10に示す製造装置の押出機のホッパーへ投入し、押出機を運転して溶融し、ダイ温度235℃で内径185mm、間隙0.5mmの環状ダイスより溶融物を鉛直方向へ押し出した。その後、外径170mmのインサイドサイジングに沿わせることで80℃で冷却し、固化成形し、引き取り速度1m/minで鉛直下向きに引っ張り、自動カット機で400mm幅にカットすることで連続的に難燃性シームレスベルトを得た。ベルト内径=169.5mm、平均肉厚=250μm、幅=400mmとした。   The produced belt forming material is put into the hopper of the extruder of the manufacturing apparatus shown in FIG. 10 and melted by operating the extruder. An annular die having an inner diameter of 185 mm and a gap of 0.5 mm at a die temperature of 235 ° C. The melt was extruded in the vertical direction. Then, it is cooled at 80 ° C by following inside sizing with an outer diameter of 170mm, solidified and molded, pulled vertically downward at a take-up speed of 1m / min, and continuously fire-retardant by cutting to 400mm width with an automatic cutting machine Sex seamless belt. The inner diameter of the belt = 169.5 mm, the average thickness = 250 μm, and the width = 400 mm.

実施例のベルトの性能を下記に示す。各性能は後述する方法により測定した。
体積抵抗率:10の9.6乗(Ω・cm)
連続通電時の抵抗上昇:0.36
面内バラツキ:0.3
環境依存性:1.6
表面粗さ:Rz=1.1μm
画像出し:良好
難燃性:○
The performance of the belt of Example 9 is shown below. Each performance was measured by the method described later.
Volume resistivity: 10 to the 9.6th power (Ω · cm)
Resistance increase during continuous energization: 0.36
In-plane variation: 0.3
Environmental dependency: 1.6
Surface roughness: Rz = 1.1 μm
Image output: Good Flame resistance: ○

(体積抵抗率の測定及び連続通電時の抵抗上昇)
アドバンテストコーポレーション社製の超高抵抗微小電流計R−8340Aを用いて、23℃相対湿度55%の恒温恒湿条件下で測定した。測定方法は、JIS K 6911に記載の体積抵抗率の測定方法に従い、また測定時の印加電圧は500Vとした。
なお、連続通電時の抵抗上昇については、測定環境23℃、相対湿度55%、試料厚み250μm、印加電圧1000Vで電圧を印加したときの電圧印加直後の体積抵抗率をρ(t=0hr.)、連続5時間電圧印加後の体積抵抗率をρ(t=5hr.)とし、log10ρ(t=5hr.)−log10ρ(t=0hr.)の値を評価した。この値は0.5以下が好ましい。
また、実施例、下記の実施例10、比較例17について連続通電時の体積抵抗率の経時変化を図11に示す。
(Measurement of volume resistivity and increase in resistance during continuous energization)
Using an ultra high resistance microammeter R-8340A manufactured by Advantest Corporation, measurement was performed under constant temperature and humidity conditions of 23 ° C. and 55% relative humidity. The measurement method was in accordance with the volume resistivity measurement method described in JIS K 6911, and the applied voltage during measurement was 500V.
Regarding the resistance increase during continuous energization, the volume resistivity immediately after voltage application when the voltage was applied at a measurement environment of 23 ° C., a relative humidity of 55%, a sample thickness of 250 μm, and an applied voltage of 1000 V was expressed as ρ V (t = 0 hr. ), And the volume resistivity after continuous voltage application for 5 hours was ρ V (t = 5 hr.), And the value of log 10 ρ V (t = 5 hr.) − Log 10 ρ V (t = 0 hr.) Was evaluated. This value is preferably 0.5 or less.
FIG. 11 shows the change over time in volume resistivity during continuous energization for Example 9 , Example 10 and Comparative Example 17 below.

(面内バラツキ)
各ベルトの面内30点の体積抵抗率(Ω・cm)を測定し、30点の最大値の常用対数値−最小値の常用対数値=面内バラツキとした(測定環境:23℃×55%、測定方法:ハイレスタ、URSプローブ、10s、250V)。この面内バラツキの値は0.5以下が好ましい。
(In-plane variation)
The volume resistivity (Ω · cm) at 30 points in the surface of each belt was measured, and the maximum common logarithm value at 30 points−the common logarithm value at the minimum value = in-plane variation (measurement environment: 23 ° C. × 55 %, Measuring method: Hiresta, URS probe, 10 s, 250 V). The value of this in-plane variation is preferably 0.5 or less.

(環境依存性)
500Vの電圧印加時のLL条件(温度10℃、相対湿度15%)の体積抵抗率(Ω・cm)の常用対数値と、HH条件(温度32.5℃、相対湿度90%)の体積抵抗率(Ω・cm)の常用対数値の差を環境依存性とした。この環境依存性の値は2.5以下が好ましく、1.7以下がより好ましい。
(Environment dependency)
Common logarithmic value of volume resistivity (Ω · cm) under LL condition (temperature 10 ° C, relative humidity 15%) and voltage resistance under HH condition (temperature 32.5 ° C, relative humidity 90%) when voltage of 500V is applied The difference in common logarithm of rate (Ω · cm) was defined as environment dependency. The environmental dependency value is preferably 2.5 or less, and more preferably 1.7 or less.

(表面粗さ)
JIS B0601に基づき、表面粗さRzを測定した。測定条件は、カットオフ値0.25mm、測定長さ2.0mm、測定速度0.3mm/sとした。
(Surface roughness)
The surface roughness Rz was measured based on JIS B0601. The measurement conditions were a cut-off value of 0.25 mm, a measurement length of 2.0 mm, and a measurement speed of 0.3 mm / s.

(画像出し)
各ベルトをフルカラー電子写真装置(セイコーエプソン製、インターカラーLP−8300C)の中間転写ベルトとして装着し、画像出しテストを行い、転写性能を評価した。
(Image out)
Each belt was mounted as an intermediate transfer belt of a full-color electrophotographic apparatus (Seiko Epson, Intercolor LP-8300C), an image output test was performed, and the transfer performance was evaluated.

(難燃性)
難燃性試験:VTM2
UL−94:プラスチック材料の燃焼性試験に準ずる。薄膜サンプルを対照とした「薄手材料垂直燃焼試験:VTM−0、VTM−1、VTM−2」の方法により試験を行った。VTM−2のレベルに達しているものを「○」、達していないものを「×」とした。
(Flame retardance)
Flame retardancy test: VTM2
UL-94: According to the flammability test of plastic materials. The test was conducted by the method of “thin material vertical combustion test: VTM-0, VTM-1, VTM-2” using the thin film sample as a control. Those that have reached the level of VTM-2 are indicated as “◯”, and those that do not reach the level are indicated as “X”.

(ガラス転移温度の測定)
ガラス転移温度Tgの測定は、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)の示差走査熱量計DSC2910を用いて、−100℃から100℃まで10℃/minで昇温しながら測定した。
(Measurement of glass transition temperature)
The glass transition temperature Tg was measured using a differential scanning calorimeter DSC2910 manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd. while increasing the temperature from −100 ° C. to 100 ° C. at 10 ° C./min.

(実施例10
ポリエーテルブロックを有する共重合体を、ポリエーテルエステルアミド共重合体(ペレスタットNC6321:三洋化成工業(株)製、ガラス転移温度Tgが−43℃)に変更した。その他は実施例と同様とした。
体積抵抗率:10の9.4乗(Ω・cm)
連続通電時の抵抗上昇:0.32
面内バラツキ:0.4
環境依存性:2.1
表面粗さ:Rz=1.6μm
画像出し:良好
難燃性:○
(Example 10 )
The copolymer having a polyether block was changed to a polyether ester amide copolymer (Pelestat NC6321 manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., glass transition temperature Tg of −43 ° C.). Others were the same as in Example 9 .
Volume resistivity: 10 to the 9.4th power (Ω · cm)
Resistance increase during continuous energization: 0.32
In-plane variation: 0.4
Environmental dependency: 2.1
Surface roughness: Rz = 1.6 μm
Image output: Good Flame resistance: ○

(比較例17)
リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドをポリエステル系熱可塑性エラストマー(ペルプレンP90BD)に10重量%の割合になるようにドライブレンドした導電性マスターバッチを用い、ポリエーテルブロックを有する共重合体を含有しなかった。
リチウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドの含有量をポリマー全成分100重量部に対し0.5重量部とした。その他は実施例と同様とした。
(Comparative Example 17)
A conductive masterbatch prepared by dry blending lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide with a polyester-based thermoplastic elastomer (Perprene P90BD) at a ratio of 10% by weight, and containing a copolymer having a polyether block. There wasn't.
The content of lithium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide was 0.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total polymer components. Others were the same as in Example 9 .

体積抵抗率:10の8.7乗(Ω・cm)
連続通電時の抵抗上昇:1.14
面内バラツキ:0.4
環境依存性:2.0
表面粗さ:Rz=1.6μm
画像出し:良好
難燃性:○
Volume resistivity: 10 to the power of 8.7 (Ω · cm)
Increase in resistance during continuous energization: 1.14
In-plane variation: 0.4
Environmental dependency: 2.0
Surface roughness: Rz = 1.6 μm
Image output: Good Flame resistance: ○

図11に示すように、実施例10は、5時間連続で電圧を印加した場合でも、体積抵抗率の上昇がほとんど見られず、電気的特性が非常に安定していることが確認できた。一方、比較例17は、通電時間が経過するに従い、体積抵抗率が上昇しており、特に、通電初期段階での抵抗上昇が大きく、画像形成装置等に用いた場合にはより細かい抵抗値のコントロールが必要となり、比較例17の難燃性ベルトを用いた場合はコストの上昇が予想される結果となった。 As shown in FIG. 11, in Examples 9 and 10 , even when a voltage was applied continuously for 5 hours, almost no increase in volume resistivity was observed, and it was confirmed that the electrical characteristics were very stable. It was. On the other hand, in Comparative Example 17, the volume resistivity increases as the energization time elapses. In particular, the resistance increase is large in the initial energization stage, and the resistance value is smaller when used in an image forming apparatus or the like. Control was necessary, and when the flame retardant belt of Comparative Example 17 was used, an increase in cost was expected.

以上のように、実施例10は、いずれの評価結果も良好であり、実用性に優れた難燃性シームレスベルトであることが確認できた。一方、比較例17はポリエーテルブロックを有する共重合体を含有して2相構造とし、島相に塩を偏在させることができていないため、連続通電時の抵抗上昇が非常に大きかった。 As described above, Examples 9 and 10 were both excellent in evaluation results and confirmed to be flame retardant seamless belts excellent in practicality. On the other hand, Comparative Example 17 contained a copolymer having a polyether block and had a two-phase structure, and salt was not unevenly distributed in the island phase, so the resistance increase during continuous energization was very large.

本発明の第1実施形態の導電性ポリマーより形成した導電層を備えた導電性ローラの概略図である。It is the schematic of the conductive roller provided with the conductive layer formed from the conductive polymer of 1st Embodiment of this invention. 上記導電層を形成する導電性ポリマー組成物の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the conductive polymer composition which forms the said conductive layer. 図2の導電性ポリマーの相構造(モルフォロジー)を示す図である。It is a figure which shows the phase structure (morphology) of the conductive polymer of FIG. ローラ抵抗値等のローラの電気特性の測定装置の概略図である。It is the schematic of the measuring apparatus of the electrical property of rollers, such as a roller resistance value. 比較例3の導電性部材を形成する導電性ポリマーの相構造(モルフォロジー)を示す図である。It is a figure which shows the phase structure (morphology) of the conductive polymer which forms the conductive member of the comparative example 3. 実施例1と比較例2のローラの連続通電時の抵抗変化を示すグラフである。It is a graph which shows the resistance change at the time of continuous energization of the roller of Example 1 and Comparative Example 2. 本発明の第1参考実施形態の導電性ポリマー組成物を用いて形成される導電性ベルトの概略図である。It is the schematic of the electroconductive belt formed using the electroconductive polymer composition of 1st reference embodiment of this invention. 1参考実施形態の導電性ポリマー組成物の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the conductive polymer composition of 1st reference embodiment. 本発明の第実施形態の難燃性ベルトを備えたカラー画像形成装置の模式的正面図である。It is a typical front view of the color image forming apparatus provided with the flame-retardant belt of 2nd Embodiment of this invention. 難燃性ベルトの製造装置の概略図である。It is the schematic of the manufacturing apparatus of a flame-retardant belt. 実施例10、比較例17に用いた材料の連続通電時の体積抵抗率の経時変化を示すグラフである。 10 is a graph showing changes over time in volume resistivity during continuous energization of materials used in Examples 9 and 10 and Comparative Example 17;

符号の説明Explanation of symbols

1、1’ 連続相
2、2’ 第1非連続相
3 第2非連続相
10 導電性ローラ
11、21 導電層
12 芯金
13 導電性ベルト
33 中間転写ベルト
50 ベルト製造装置
51 ホッパー
52 押出機
53 クロスヘッドダイ
54 ギヤポンプ
55 インサイドサイジング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'Continuous phase 2, 2' 1st discontinuous phase 3 2nd discontinuous phase 10 Conductive roller 11, 21 Conductive layer 12 Core metal 13 Conductive belt 33 Intermediate transfer belt 50 Belt manufacturing apparatus 51 Hopper 52 Extruder 53 Crosshead die 54 Gear pump 55 Inside sizing

Claims (29)

イオン導電性添加塩を含む導電性ポリマー組成物から形成される導電層を備えた導電性ローラおよび導電性ベルトを含む画像形成装置用の導電性部材であって、
上記導電層は、連続相と第1非連続相及び第2非連続相とからなる非連続相からなり、該連続相と非連続相とが海−島構造を呈し、上記第1非連続相を構成するポリマーは上記連続相を構成するポリマーよりも上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩との親和性を高くし、該第1非連続相には陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させるが、上記第2非連続相及び上記連続相には上記塩を殆ど分配せず、かつ、上記各相のポリマーの上記塩との親和性は第1非連続相>連続相>第2非連続相とし、各相の電気抵抗値(体積抵抗率)は第1非連続相<連続相<第2非連続相としており、
印加電圧100Vのもとで測定したJIS K6911に記載の体積抵抗率が10〜1012[Ω・cm]である上記ポリマー組成物から形成していることを特徴とする画像形成装置用の導電性部材。
A conductive member for an image forming apparatus comprising a conductive roller and a conductive belt having a conductive layer formed from a conductive polymer composition containing an ion conductive additive salt,
The conductive layer is made discontinuous phase comprising a continuous phase and the first non-continuous phase and a second discontinuous phase, the continuous phase and the discontinuous phase and the sea - exhibits the island structure, said first non-contiguous The polymer constituting the phase has a higher affinity for the cation and anion dissociable salt than the polymer constituting the continuous phase, and the first discontinuous phase can be dissociated into a cation and an anion. While Ru is unevenly distributed salts, above the second discontinuous phase and the continuous phase hardly distribute the salt, and, first discontinuous phase affinity between the salt of the respective phases of the polymer> continuous Phase> second discontinuous phase, and the electrical resistance value (volume resistivity) of each phase is first discontinuous phase <continuous phase <second discontinuous phase,
Conductivity for an image forming apparatus, characterized in that it is formed from the polymer composition having a volume resistivity of 10 4 to 10 12 [Ω · cm] described in JIS K6911 measured under an applied voltage of 100 V. Sexual member.
上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させた上記第1非連続相を構成するポリマーの体積抵抗率をρV1、上記連続相を構成するポリマーの体積抵抗率をρV2とすると、0.2≦log10ρV2−log10ρV1≦5としている請求項1に記載の画像形成装置用の導電性部材。 When the volume resistivity of the polymer constituting the first discontinuous phase in which the salt capable of dissociating into the cation and the anion is unevenly distributed is ρ V1 , and the volume resistivity of the polymer constituting the continuous phase is ρ V2 , The conductive member for an image forming apparatus according to claim 1, wherein 0.2 ≦ log 10 ρ V2 −log 10 ρ V1 ≦ 5. 上記非連続相を構成するポリマーと上記連続相を構成するポリマーとの重量比は、(上記非連続相を構成するポリマー:上記連続相を構成するポリマー)=(5:95)〜(75:25)である請求項1または請求項2に記載の画像形成装置用の導電性部材。   The weight ratio of the polymer constituting the discontinuous phase and the polymer constituting the continuous phase is (the polymer constituting the discontinuous phase: the polymer constituting the continuous phase) = (5:95) to (75: 25. The conductive member for an image forming apparatus according to claim 1 or 2, which is 25). 記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩は、プロピレンカーボネート(PC)/ジメチルカーボネート(DME)系混合溶媒(体積分率1/2)中、25℃で0.1mol/リットルの塩濃度で測定した導電率が2.3mS/cm以上である請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 Dissociable salt on Kihi ions and negative ions are in propylene carbonate (PC) / dimethyl carbonate (DME) based mixed solvent (volume ratio 1/2), the salt concentration of 0.1 mol / liter at 25 ° C. The conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrical conductivity measured in step 1 is 2.3 mS / cm or more . 上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩が、フルオロ基、スルホニル基を有する陰イオンを備えた塩である請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 5. The conductivity for an image forming apparatus according to claim 1 , wherein the salt capable of dissociating into a cation and an anion is a salt having an anion having a fluoro group or a sulfonyl group . Element. 上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩がリチウム塩、カリウム塩、第4級アンモニウム塩、イミダゾリウム塩である請求項5に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The conductive member for an image forming apparatus according to claim 5 , wherein the salt capable of dissociating into a cation and an anion is a lithium salt, a potassium salt, a quaternary ammonium salt, or an imidazolium salt . 上記導電性ポリマー組成物は、加硫ゴム組成物あるいは熱可塑性エラストマー組成物である請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the conductive polymer composition is a vulcanized rubber composition or a thermoplastic elastomer composition . 上記各相に用いるポリマーはガラス転移温度Tgが−40℃以下である請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 8. The conductive member for an image forming apparatus according to claim 1 , wherein the polymer used for each phase has a glass transition temperature Tg of −40 ° C. or lower . 上記連続相は低ニトリルNBR、上記第1非連続相はポリエーテル系ポリマー、上記第2非連続相はEPDMを含有し、上記第1非連続相のポリエーテル系ポリマーに上記塩を偏在させている請求項1乃至請求項8のいずれか1項の記載の画像形成装置用の導電性部材。 The continuous phase contains low nitrile NBR, the first discontinuous phase contains a polyether polymer, the second discontinuous phase contains EPDM, and the salt is unevenly distributed in the polyether polymer of the first discontinuous phase. conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8 are. 上記連続相は低ニトリルNBR、上記第1非連続相はポリエーテル系ポリマー、上記第2非連続相はEPDMを含有し、
上記連続相、上記第1非連続相、上記第2非連続相の体積分率は、連続相>第2非連続相>第1非連続相としている請求項1乃至請求項9のいずれか1項の記載の画像形成装置用の導電性部材。
The continuous phase low nitrile NBR, the first non-continuous phase polyether polymer, the second discontinuous phase contains an EPDM,
10. The volume fraction of the continuous phase, the first discontinuous phase, and the second discontinuous phase is set as follows: continuous phase> second discontinuous phase> first discontinuous phase. A conductive member for an image forming apparatus described in the item.
上記低ニトリルNBRを90〜50重量%、上記EPDMを10〜40重量%、上記ポリエーテル系ポリマーを0.5〜25重量%、上記塩を0.1〜2重量%で配合している請求項10に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The low nitrile NBR is blended at 90 to 50% by weight, the EPDM at 10 to 40% by weight, the polyether polymer at 0.5 to 25% by weight, and the salt at 0.1 to 2% by weight. Item 10. A conductive member for an image forming apparatus according to Item 10. 上記ポリエーテル系ポリマーとして、エチレンオキサイド(EO)−プロピレンオキサイド(PO)−アリルグリシジルエーテル(AGE)共重合体を少なくとも含有する請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 As the polyether-based polymer, ethylene oxide (EO) - propylene oxide (PO) - An apparatus according to any one of claims 1 to 11 containing at least allyl glycidyl ether (AGE) copolymer Conductive member. 上記導電性ポリマー組成物は、JIS K6262に記載の加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験法において、測定温度70℃、測定時間22〜24時間、圧縮率25%で測定した圧縮永久ひずみの大きさが30%以下である請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The conductive polymer composition has a compression set measured at a measurement temperature of 70 ° C., a measurement time of 22 to 24 hours, and a compression rate of 25% in the vulcanized rubber and thermoplastic rubber permanent strain test method described in JIS K6262. The conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the size is 30% or less . 上記導電層を備えたローラあるいはベルトからなる請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The conductive member for an image forming apparatus according to claim 1, comprising a roller or a belt provided with the conductive layer . 23℃、相対湿度55%の環境下で、1000Vの定電圧を96時間連続印加した場合の抵抗値R[Ω]を測定し、抵抗値の上昇量Δlog 10 R=log 10 R(t=96hr.)−log 10 R(t=0hr.)の値を0.5以下としている導電性ローラからなる請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The resistance value R [Ω] when a constant voltage of 1000 V was continuously applied for 96 hours in an environment of 23 ° C. and a relative humidity of 55% was measured, and the increase in resistance value Δlog 10 R = log 10 R (t = 96 hr) The conductive member for an image forming apparatus according to claim 1, comprising a conductive roller having a value of .)-Log 10 R (t = 0 hr.) Of 0.5 or less . 10℃相対湿度15%、32.5℃相対湿度90%の条件下での抵抗値R[Ω]を測定し、抵抗値の環境依存性Δlog 10 R=log 10 R(10℃相対湿度15%)−log 10 R(32.5℃相対湿度90%)の値を1.7以下としている導電性ローラからなる請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The resistance value R [Ω] under the conditions of 10 ° C. relative humidity 15%, 32.5 ° C. relative humidity 90% was measured, and the environmental dependency of the resistance value Δlog 10 R = log 10 R (10 ° C. relative humidity 15% The conductive material for an image forming apparatus according to claim 1, comprising a conductive roller having a value of −log 10 R (32.5 ° C. relative humidity of 90%) of 1.7 or less. Sexual member. 上記導電層は、発泡倍率が100%以上500%以下であり、JIS K6253に記載のタイプEデュロメータで測定した硬度が60度以下である発泡層としている導電性ローラあるいは/および導電性ベルトからなる請求項1乃至請求項16のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The conductive layer is made of a conductive roller and / or a conductive belt having a foaming ratio of 100% to 500% and a hardness measured by a type E durometer described in JIS K6253 of 60 degrees or less. The conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 16. 23℃、相対湿度55%の環境下で、厚みが0.25mmのサンプルに対し1000Vの定電圧を5時間連続で印加した場合の体積抵抗率ρ [Ω・cm]を測定し、体積抵抗率の上昇量△log 10 ρ =log 10 ρ (t=5hr.)−log 10 ρ (t=0hr.)の値を0.5以下としている導電性ベルトからなる請求項1乃至請求項14、請求項17のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The volume resistivity ρ V [Ω · cm] when a constant voltage of 1000 V was applied continuously for 5 hours to a sample having a thickness of 0.25 mm in an environment of 23 ° C. and a relative humidity of 55% was measured. increase the amount of rate △ log 10 ρ V = log 10 ρ V (t = 5hr.) - (. t = 0hr) log 10 ρ V values composed of a conductive belt is set to 0.5 or less of claims 1 to Item 18. A conductive member for an image forming apparatus according to any one of Items 14 and 17. 10℃相対湿度15%、32.5℃相対湿度90%の条件下での体積抵抗率ρ [Ω・cm]を測定し、体積抵抗率の環境依存性△log 10 ρ =log 10 ρ (10℃相対湿度15%)−log 10 ρ (32.5℃相対湿度90%)の値を1.7以下としている導電性ベルトからなる請求項1乃至請求項14請求項17乃至請求項18のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 Volume resistivity ρ V [Ω · cm] under conditions of 10 ° C. relative humidity of 15% and 32.5 ° C. relative humidity of 90% was measured, and volume resistivity was dependent on the environment Δlog 10 ρ V = log 10 ρ A conductive belt having a value of V (10 ° C. relative humidity of 15%) − log 10 ρ V (32.5 ° C. relative humidity of 90%) of 1.7 or less is set to 1 to 14 , 17 to 17. The conductive member for an image forming apparatus according to claim 18. イオン導電性添加塩を含む導電性ポリマー組成物から形成される導電層を備えた画像形成装置用の導電性部材であって、
上記導電層は、連続相と1相または2相以上の非連続相とからなり、該連続相と非連続相とが海−島構造を呈し、上記非連続相の少なくとも1相は、陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させた第1非連続相とし、該第1非連続相を構成するポリマーは上記連続相を構成するポリマーよりも上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩との親和性を高くしており、
上記導電性ポリマー組成物は、全ポリマー成分100重量部に対してポリエステル系熱可塑性エラストマーを95重量部〜50重量部とし、ポリマー組成物の全重量100重量%に対して難燃剤であるメラミンシアヌレートを15重量%〜40重量%の割合で含有すると共に、全ポリマー成分100重量部に対して下記の化学式1に記載の上記陰イオンを備えた塩を0.01重量部〜3重量部の割合で含有し、ポリエーテルブロックを有する共重合体を上記ポリエステル系熱可塑性エラストマー100重量部に対して5〜50重量部の割合で含有し、印加電圧100Vのもとで測定したJIS K6911に記載の体積抵抗率を1.0×10 Ω・cm以上1.0×10 12 Ω・cm以下としている難燃性シームレスベルトからなることを特徴とする画像形成装置用の導電性部材。
(式中、X,Xは、C,F−,−SO−を含む、炭素数が1〜8の官能基)
A conductive member for an image forming apparatus comprising a conductive layer formed from a conductive polymer composition containing an ion conductive additive salt,
The conductive layer includes a continuous phase and one or more discontinuous phases. The continuous phase and the discontinuous phase have a sea-island structure, and at least one of the discontinuous phases is a cation. And a first discontinuous phase in which a salt dissociable into anions is unevenly distributed, and the polymer constituting the first discontinuous phase is a salt capable of dissociating into the cation and anion than the polymer constituting the continuous phase. With high affinity,
The conductive polymer composition contains 95 to 50 parts by weight of a polyester-based thermoplastic elastomer with respect to 100 parts by weight of all polymer components, and melamine shear, which is a flame retardant with respect to 100% by weight of the polymer composition. In addition to containing 15% by weight to 40% by weight of nurate, and 0.01 parts by weight to 3 parts by weight of the salt having the anion described in Chemical Formula 1 below with respect to 100 parts by weight of the total polymer component. According to JIS K6911, a copolymer containing a polyether block and contained in a proportion of 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyester-based thermoplastic elastomer was measured under an applied voltage of 100V. characterized in that the volume resistivity of the flame-retardant seamless belt is less 1.0 × 10 6 Ω · cm or more 1.0 × 10 12 Ω · cm Conductive member for an image forming apparatus.
(Wherein X 1 and X 2 are functional groups having 1 to 8 carbon atoms, including C, F—, —SO 2 —).
測定環境23℃、相対湿度55%、試料厚み250μm、印加電圧1000Vで電圧を印加したときの電圧印加直後の体積抵抗率をρ (t=0hr.)、連続5時間電圧印加後の体積抵抗率をρ (t=5hr.)とすると、
log 10 ρ (t=5hr.)−log 10 ρ (t=0hr.)≦0.5
の関係を満たしているベルトからなる請求項20に記載の画像形成装置用の導電性部材。
The volume resistivity immediately after voltage application is ρ V (t = 0 hr.) When a voltage is applied at a measurement environment of 23 ° C., a relative humidity of 55%, a sample thickness of 250 μm, and an applied voltage of 1000 V. When the rate is ρ V (t = 5 hr.),
log 10 ρ V (t = 5 hr.) − log 10 ρ V (t = 0 hr.) ≦ 0.5
The conductive member for an image forming apparatus according to claim 20 , comprising a belt satisfying the relationship:
上記ポリエーテルブロックを有する共重合体のガラス転移温度Tgが−40℃以下であり、
ベルト材料中の上記ポリエーテルブロックを有する共重合体の重量は、上記化学式1に記載の陰イオンを備えた塩の重量の1.6倍〜3333倍である請求項14、17、20のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。
The copolymer having a polyether block has a glass transition temperature Tg of −40 ° C. or lower,
The weight of the copolymer having the polyether block in the belt material is 1.6 to 3333 times the weight of the salt with an anion according to the chemical formula 1 above. A conductive member for an image forming apparatus according to claim 1 .
上記化学式1中のX −がC n1 m1 (2n1-m1+1) −SO −であり、X −がC n2 m2 (2n2-m2+1) −SO −(n1,n2は1以上の整数、m1,m2は0以上の整数)であると共に、
上記化学式1に記載の陰イオンと対になり塩を構成する陽イオンが、リチウムを含むアルカリ金属、2A族、遷移金属、両性金属のいずれかの陽イオンである請求項20乃至請求項22のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。
In the chemical formula 1, X 1 − is C n1 H m1 F (2n1−m1 + 1) —SO 2 —, and X 2 − is C n2 H m2 F (2n2−m2 + 1) —SO 2 — (n1, n2 is 1 And the integers m1 and m2 are integers of 0 or more)
Cation constituting the salt becomes an anion and pair according to Formula 1 is an alkali metal, 2A group including lithium, transition metals, according to claim 20 through claim 22 is any cation amphoteric metal The electroconductive member for image forming apparatuses of any one of Claims 1 .
低温低湿環境(10℃、相対湿度15%)における体積抵抗率ρ (10℃相対湿度15%)と、高温高湿環境(32.5℃、相対湿度90%)における体積抵抗率ρ (32.5℃相対湿度90%)が、log 10 ρ (10℃相対湿度15%)−log 10 ρ (32.5℃相対湿度90%)≦2.5の関係を満たしている請求項20乃至請求項23のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 Low-temperature and low-humidity environment (10 ° C., 15% relative humidity) volume resistivity at a [rho V (10 ° C. 15% RH), high temperature and high humidity environment (32.5 ° C., 90% relative humidity) volume resistivity at [rho V ( 32.5 ° C. relative humidity 90%) satisfies the relationship log 10 ρ V (10 ° C. relative humidity 15%) − log 10 ρ V (32.5 ° C. relative humidity 90%) ≦ 2.5. The conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 20 to 23. 外周面側に少なくとも1層のコーティング層を有している請求項20乃至請求項24のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材。 The conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 20 to 24 , further comprising at least one coating layer on an outer peripheral surface side . 請求項乃至請求項25のいずれか1項に記載の導電性部材を備えた画像形成装置 Image forming apparatus comprising the conductive member according to any one of claims 1 to 25. 請求項1乃至請求項19のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材の製造方法であって、
上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩と、該陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させる第一非連続相を構成するポリマーとを混練あるいは均一に混合した後に、該混練物あるいは該混合物に上記連続相を構成するポリマーと上記第2非連続相を構成するポリマーとを加えて再度混練して得られた導電性ポリマー組成物を作製し、
上記導電性ポリマー組成物を加熱成形することで導電層を備えた導電性部材を製造することを特徴とする画像形成装置用の導電性部材の製造方法
A method for manufacturing a conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 19,
After kneading or uniformly mixing the salt that can be dissociated into the cation and the anion and the polymer constituting the first discontinuous phase in which the salt that can dissociate into the cation and the anion is unevenly mixed, A conductive polymer composition obtained by adding the polymer constituting the continuous phase and the polymer constituting the second discontinuous phase to the mixture and kneading again is prepared,
A method for producing a conductive member for an image forming apparatus, comprising producing a conductive member having a conductive layer by thermoforming the conductive polymer composition .
請求項20乃至請求項24のいずれか1項に記載の画像形成装置用の導電性部材の製造方法であって、
上記ポリエーテルブロックを有する共重合体を含有し、下記の化学式1に記載の陰イオンを備えた塩が1重量%〜20重量%配合された導電性マスターバッチと、上記難燃剤と、上記ポリエステル系熱可塑性エラストマーを50重量%以上100重量%以下の割合で含有する熱可塑性組成物とを押出機で溶融混練したものを材料とし、該材料を環状ダイスから押し出し、サイジング用型に沿わせてシームレスベルト状に成形することを特徴とする画像形成装置用の導電性部材の製造方法。
(式中、X ,X は、C,F−,−SO −を含む、炭素数が1〜8の官能基)
25. A method of manufacturing a conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 20 to 24, wherein:
A conductive masterbatch containing a copolymer having the polyether block and containing 1 wt% to 20 wt% of a salt having an anion represented by the following chemical formula 1, the flame retardant, and the polyester A material obtained by melt-kneading a thermoplastic composition containing a thermoplastic elastomer at a ratio of 50 wt% or more and 100 wt% or less with an extruder is extruded from an annular die and is placed along a sizing die A method for producing a conductive member for an image forming apparatus , comprising forming a seamless belt .
(Wherein X 1 and X 2 are functional groups having 1 to 8 carbon atoms, including C, F—, —SO 2 —).
上記難燃剤と上記ポリエステル系熱可塑性エラストマーとを含む熱可塑性組成物とは予め混練した難燃性マスターバッチとして上記押出機に投入されると共に、上記材料は上記環状ダイスから鉛直方向に押し出される請求項28に記載の画像形成装置用の導電性部材の製造方法。 The thermoplastic composition containing the flame retardant and the polyester-based thermoplastic elastomer is charged into the extruder as a pre-kneaded flame retardant masterbatch, and the material is extruded vertically from the annular die. Item 29. A method for producing a conductive member for an image forming apparatus according to Item 28 .
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