JP4751767B2 - 導電性ロールおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本ロールは、ロール最外周に特定の最外層を備えている。具体的には、本ロールが1つの層を有する場合であれば、この層が本ロールの最外層に該当する。また、2つ以上の層が積層されてなる積層構造を本ロールが有する場合であれば、この積層構造のうち、ロール最外周に位置する層が本ロールの最外層に該当する。
本製造方法は、上記構成を有する本ロールを製造することが可能な方法であり、少なくとも以下の第1工程と、第2工程とを含んでいる。以下、順に説明する。
本製造方法において、第1工程は、上記紫外線硬化型組成物を塗工し、塗工層を形成する工程である。
本製造方法において、第2工程は、上記第1工程を経て形成された塗工層に対して紫外線を照射することにより、塗工層を硬化させて最外層を形成する工程である。
表1に示す配合割合となるように、それぞれのモノマー、オリゴマー、ポリマーに対し、紫外線透過低減物質としてカーボンブラック(アセチレンブラック)またはITOを配合し、ビーズミル分散機(シンマルエンタープライゼス(株)製、「ダイノーミルKDL−パイロット」)にて3回分散処理(回転数3200rpm)を行った。
表2に示す配合割合となるように、それぞれのポリマーに対し、カーボンブラック(アセチレンブラック)を配合し、上記ビーズミル分散機にて3回分散処理(上記と同条件)を行った。
上記組成物の調製に用いた各配合材料は、次の通りである。
(組成物No.1〜15)
・ポリプロピレングリコール系トリアクリレートオリゴマー(官能基数3、新中村化学工業(株)製、「NKオリゴUA7100」)
・ビスフェノールA エチレンオキシド変性ジアクリレート(官能基数2、新中村化学工業(株)製、「NKエステルA−BPE−20」)
・ビスフェノールA エポキシジアクリレート(官能基数2、ダイセルUCB(株)製、「Ebecryl3700」)
・ビスフェノールA ヒドロキシジアクリレート(官能基数2、新中村化学工業(株)製、「NKオリゴEA1020」)
・フェノールエチレンオキシド変性アクリレート(官能基数1、新中村化学工業(株)製、「NKエステルAMP−60G」)
・イソシアネート系架橋剤(日本ポリウレタン工業(株)製、「コロネートC2512」)
・アクリルシリコーン(東亞合成(株)製、「サイマックUS270」)
・紫外線重合開始剤(チバスペシャリティケミカルズ(株)製、「イルガキュアー819」)
・カーボンブラック(アセチレンブラック、平均粒径35nm、電気化学工業(株)製、「デンカブラック」)
・ITO(平均粒径0.1μm、住友金属鉱山(株)製、「X100D」)
・有機過酸化物系架橋剤(日本油脂(株)製、「パーヘキサV」)
・イオン系導電剤(トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート)
・表面改質剤A(パーフロロオクチルエチルアクリレート、共栄社化学(株)製、「FA108」)
(組成物No.比1〜5)
・ポリメチルメタクリレートA(根上工業(株)製、「ハイパールM4501」)
・ポリメチルメタクリレートB(住友化学工業(株)製、「LG6A」)
・ウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製、「NKオリゴUA−2235PE」)
・表面改質剤B(シリコーン系表面改質剤、日本油脂(株)製、「FS700」)
・カーボンブラック(アセチレンブラック、平均粒径35nm、電気化学工業(株)製、「デンカブラック」)
・粗さ形成粒子(PMMA粒子、平均粒径15μm、綜研化学(株)製、「MX1500」)
・紫外線重合開始剤(チバスペシャリティケミカルズ(株)製、「イルガキュアー819」)
各組成物を硬化させた硬化物の特性を調べるため、以下の実験を行った。
すなわち、厚み100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ(株)製)上に、バーコート法にて各組成物を塗工し、各塗工層を形成した。
次に、上記作製した組成物No.1〜11、組成物No.比1、比2を用いて、実施例1〜11、比較例1、比較例2に係る帯電ロールを作製した。また、組成物No.12〜15、比3〜比5を用いて、実施例12〜15、比較例3〜5に係る現像ロールを作製した。なお、本実施例にて作製した帯電ロール、現像ロールは、基本的に、芯金の外周に、内層として導電性弾性層を1層形成したベースロール表面に、上記各組成物を硬化させてなる被膜状の最外層が形成されている。以下、これら帯電ロール、現像ロールの作製手順について説明する。
エピクロロヒドリンゴム(ECO)(ダイソー(株)製、「エピクロマーCG102」)100重量部と、ステアリン酸(花王(株)製、「ルナックS−30」)1重量部と、酸化亜鉛2種(三井金属工業(株)製)5重量部と、受酸剤(協和化学工業(株)製、「DHT−4A」)3重量部と、粉末イオウ(鶴見化学(株)製)1.5重量部と、チアゾール系加硫促進剤(大内新興化学工業(株)製、「ノクセラーDM」)1.5重量部と、チラウム系加硫促進剤(大内新興化学工業(株)製、「ノクセラーTS」)0.5重量部と、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート1重量部とを、ニーダーで混練することにより、導電性弾性層の形成材料Tを調製した。
液状シリコーンゴム(信越化学工業(株)製「KE1350A」50重量部と、信越化学工業(株)製「KE1350B」50重量部との混合物)、カーボンブラック(ケッチェンブラックインターナショナル(株)製、「EC300J」)6重量部とを、ニーダーで混練することにより、導電性弾性層の形成材料Gを調製した。
作製した各帯電ロール、現像ロールについて、先ず、最外層の厚み、最外層の表面粗さ、ロール抵抗を以下のようにして測定した。
各ロールの長手方向中央を切断し、断面のSEM写真から最外層の厚みを測定した。
JIS B0601に準拠し、上記接触式表面粗さ計を用いて、最外層表面の表面粗さ(十点平均粗さRz)を測定した。
ステンレス製金属ロール(ロール径30mm)と各ロールとを線接触させるとともに、金属ロールの両端に700gの荷重をかけ、両者に直流300Vを印加して各ロールの電気抵抗を測定した。
各帯電ロールを、市販のカラーレーザープリンター(日本ヒューレッドパッカード(株)製、「レーザージェット 4L」)のカートリッジ内に組み込み、1000Vの電圧を印加した。この時の1周目の感光ドラムの表面電位が300V以上であった場合を合格、300V未満であった場合を不合格とした。
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「レーザーショット LBP−2510」)のカートリッジ内に組み込み、白紙を一枚プリントアウトした。その後、ロール表面に付着したトナーを粘着テープ(住友3M(株)製、「スコッチ メンディングテープ」)に転写し、単位面積当たりのトナー搬送量を求めた。トナー搬送量が0.80mg/cm2以上であった場合を合格、0.80mg/cm2未満であった場合を不合格とした。
各帯電ロール、現像ロールを、上記各カラーレーザープリンターのカートリッジ内に組み込み、23℃×50%RHの環境下で、10000枚(A4サイズ、縦方向)黒べた画像の画像出しを行った。
Claims (6)
- ロール最外周に最外層を備え、
前記最外層は、紫外線重合性モノマーおよび/または紫外線重合性オリゴマーと、紫外線重合開始剤と、紫外線透過低減物質とを少なくとも含有する紫外線硬化型組成物の硬化物よりなり、
前記紫外線透過低減物質は、カーボン系材料、インジウムとスズとの酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物のいずれかであり、
前記紫外線硬化型組成物中に含まれる有機成分100重量部に対し、前記カーボン系材料は20〜200重量部であり、前記インジウムとスズとの酸化物は80〜500重量部であり、前記チタン酸化物は20〜500重量部であり、前記亜鉛酸化物は20〜500重量部であり、
前記紫外線透過低減物質によって、層状に形成された前記紫外線硬化型組成物中に入射される紫外線の到達度合を層厚方向において変化させ、層表面と層内部とにおいて前記紫外線硬化型組成物の硬化性に差を生じさせたことにより、前記最外層の表面に微細な凹凸が形成されていることを特徴とする導電性ロール。 - 前記紫外線硬化型組成物中に含まれる有機成分100重量部に対し、前記紫外線重合開始剤は10〜50重量部であることを特徴とする請求項1に記載の導電性ロール。
- 前記最外層の紫外線による硬化性が層表面よりも低い層内部には、イソシアネート架橋、過酸化物架橋から選択される少なくとも1種以上の架橋が施されていることを特徴とする請求項1または2に記載の導電性ロール。
- 前記紫外線硬化型組成物は、前記最外層の表面に粗さを形成するための粗さ形成粒子としての樹脂粒子を含まない組成物であり、紫外線硬化性を有さない有機ポリマーをさらに含有させたことにより、前記紫外線硬化型組成物中の紫外線により硬化する硬化成分の割合を相対的に少なくしたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の導電性ロール。
- 紫外線重合性モノマーおよび/または紫外線重合性オリゴマーと、紫外線重合開始剤と、紫外線透過低減物質とを少なくとも含有する紫外線硬化型組成物を塗工し、塗工層を形成する第1工程と、
前記塗工層に対して紫外線を照射することにより、前記塗工層を硬化させて、最外層を形成する第2工程と、
を有し、
前記紫外線透過低減物質は、カーボン系材料、インジウムとスズとの酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物のいずれかであり、
前記紫外線硬化型組成物中に含まれる有機成分100重量部に対し、前記カーボン系材料は20〜200重量部であり、前記インジウムとスズとの酸化物は80〜500重量部であり、前記チタン酸化物は20〜500重量部であり、前記亜鉛酸化物は20〜500重量部であり、
前記紫外線透過低減物質によって、前記塗工層中に入射される紫外線の到達度合を層厚方向において変化させ、層表面と層内部とにおいて前記塗工層の硬化性に差を生じさせることにより、前記最外層の表面に微細な凹凸を形成することを特徴とする導電性ロールの製造方法。 - 前記最外層の紫外線による硬化性が層表面よりも低い層内部に対し、イソシアネート架橋、過酸化物架橋から選択される少なくとも1種以上の架橋処理を施す第3工程をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の導電性ロールの製造方法。
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