JP6869792B2 - Electrophotographic conductive members, electrophotographic process cartridges and electrophotographic image forming devices - Google Patents

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Description

本発明は電子写真用導電性部材、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。 The present invention relates to a conductive member for electrophotographic, an electrophotographic process cartridge, and an electrophotographic image forming apparatus.

電子写真画像形成装置において、様々な導電性部材が用いられている。導電性部材としては、例えば、現像剤を適切に帯電する現像部材、感光体を帯電する帯電部材、等が挙げられる。これらの電子写真用導電性部材は、適度な柔軟性とともに、良好な画像を得る事を目的として静電気をコントロールする為、電気抵抗の精密な物性が求められる。 Various conductive members are used in the electrophotographic image forming apparatus. Examples of the conductive member include a developing member that appropriately charges the developing agent, a charging member that charges the photoconductor, and the like. These electrophotographic conductive members are required to have precise physical properties of electrical resistance in order to control static electricity for the purpose of obtaining a good image as well as appropriate flexibility.

導電性部材には高分子バインダにカーボンブラックや金属酸化物、金属粉といった電子導電性粒子を混合分散した導電性弾性部材が使用される場合がある。これらの電子導電性粒子は高い導電性を有し、環境変動が小さい利点がある。また、高分子バインダにイオン導電剤を添加して抵抗調整を行った導電性部材も挙げられる。これらは抵抗ムラの少ない導電性部材が得られる。 As the conductive member, a conductive elastic member in which electron conductive particles such as carbon black, metal oxide, and metal powder are mixed and dispersed in a polymer binder may be used. These electronically conductive particles have the advantage of having high conductivity and small environmental fluctuation. Further, a conductive member obtained by adding an ionic conductive agent to a polymer binder to adjust the resistance can also be mentioned. For these, conductive members with less uneven resistance can be obtained.

そして、高分子バインダに対して電子導電性粒子とイオン導電剤の両方を添加した導電剤併用系の導電性部材も提案されている。電子導電の局所的抵抗バラつきと、イオン導電の環境変動との両方を抑制する効果が提示されている(特許文献1)。また、イオン導電性の導電性部材の抵抗上昇を抑制する為、イオン導電剤から電離したイオンの片方を高分子バインダに対して化学反応させて固定した、イオン固定タイプのハイブリッド導電性の導電性部材も提案されている(特許文献2)。 Then, a conductive member of a conductive agent combination system in which both electron conductive particles and an ionic conductive agent are added to a polymer binder has also been proposed. The effect of suppressing both the local resistance variation of electron conductivity and the environmental fluctuation of ionic conductivity has been presented (Patent Document 1). In addition, in order to suppress an increase in the resistance of the ionic conductive member, one of the ions ionized from the ionic conductive agent is chemically reacted with a polymer binder and fixed, which is an ion-fixed type hybrid conductive conductivity. Members have also been proposed (Patent Document 2).

特開2005−220317号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-220317 特開2016−122119号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-12219

しかしながら、本発明者らが鋭意検討した結果、電子導電性粒子とイオン導電剤の両方を添加した導電剤併用系の導電性部材を使用した場合、以下の様な課題が発生する場合があることを見出した。 However, as a result of diligent studies by the present inventors, the following problems may occur when a conductive member of a conductive agent combination system to which both electronic conductive particles and an ionic conductive agent are added is used. I found.

すなわち、導電性部材に長時間の通電と繰り返し振動が加わった場合、カーボンブラック等の電子導電性粒子が高分子バインダの中を移動して凝集することがある。電子導電性粒子が凝集すると、電子導電性を発現する為の導電パスが遮断され、導電性を担う片方の作用機構である電子導電性が減少し、電気抵抗が大きくなる。 That is, when the conductive member is energized for a long time and repeatedly vibrated, electronically conductive particles such as carbon black may move in the polymer binder and aggregate. When the electron conductive particles are aggregated, the conductive path for exhibiting the electron conductivity is blocked, the electron conductivity, which is one of the acting mechanisms responsible for the conductivity, is reduced, and the electric resistance is increased.

イオン導電剤に関しても、通電により固定されていないイオン種が移動して分極し、電荷の移動を担うイオンが不在となり電気抵抗が上昇する場合がある。つまり、通電によって、電子導電性とイオン導電性の両方が小さくなり、導電性が低下する。 As for the ionic conductive agent, the ion species that are not fixed by energization may move and be polarized, and the ions responsible for the transfer of electric charge may be absent and the electric resistance may increase. That is, when energized, both the electron conductivity and the ionic conductivity are reduced, and the conductivity is lowered.

上記の現象が生じる結果、導電性部材の電気抵抗が上昇し、高寿命な電子写真用導電性部材を提供することが困難となることがある。 As a result of the above phenomenon, the electrical resistance of the conductive member increases, and it may be difficult to provide a conductive member for electrophotographic photography having a long life.

本発明の一態様は、長期間の通電と機械的繰り返し応力を受けても電気抵抗の変化が小さい電子写真用導電性部材の提供に向けたものである。 One aspect of the present invention is to provide a conductive member for electrophotographic photography in which a change in electrical resistance is small even when subjected to long-term energization and mechanical repeated stress.

また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の形成に資する電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジの提供に向けたものである。 Another aspect of the present invention is to provide an electrophotographic image forming apparatus and a process cartridge that contribute to the formation of a high-quality electrophotographic image.

本発明の一態様によれば、導電性基体と、該導電性基体上の弾性層と、該弾性層上の導電性表面層と、を有する電子写真用導電性部材であって、
該導電性表面層は、
i)ウレタン樹脂と、
ii)カーボンブラックと、
iii)イオン導電剤と、
を含有し、
該ウレタン樹脂は該イオン導電剤と共有結合しておらず、
該カーボンブラックは、下記式(1)で示される構造を介して該ウレタン樹脂と結合している電子写真用導電性部材が提供される:
According to one aspect of the present invention, the electrophotographic conductive member has a conductive substrate, an elastic layer on the conductive substrate, and a conductive surface layer on the elastic layer.
The conductive surface layer is
i) Urethane resin and
ii) Carbon black and
iii) Ion conductive agent and
Contains,
The urethane resin is not covalently bonded to the ionic conductive agent and is not covalently bonded.
The carbon black is provided with an electrophotographic conductive member bonded to the urethane resin via a structure represented by the following formula (1):

Figure 0006869792
(式(1)において、Rは炭素数1〜6のアルキレン基を示す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアミノアルキル基又はフェニル基を示す。1−1、*1−2および*1−3は、各々独立に、該カーボンブラックとの結合部位、水素原子との結合部位およびケイ素原子との結合部位のいずれかを示し、1−1、*1−2および*1−3のうちの少なくとも1つは、該カーボンブラックとの結合部位である。2は該ウレタン樹脂との結合部位を示す。)。
Figure 0006869792
(In the formula (1), R 1 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group. * 1-1, * 1-2, and * 1-3 independently indicate any of the bonding sites with the carbon black, the bonding site with the hydrogen atom, and the bonding site with the silicon atom, * 1 At least one of -1, * 1-2 and * 1-3 is a bonding site with the carbon black. * 2 indicates a bonding site with the urethane resin).

また、本発明の他の態様によれば、導電性基体と、該導電性基体上の弾性層と、該弾性層上の導電性表面層と、を有する電子写真用導電性部材であって、
該導電性表面層は、
iv)酸性カーボンブラックと、
v)下記式(2)で示される化合物と、
vi)ポリオールと、
vii)イソシアネート化合物と、
viii)該ポリオール及び該イソシアネート化合物とは共有結合しないイオン導電剤と、
を含有する混合物の架橋物を含む電子写真用導電性部材が提供される:
Further, according to another aspect of the present invention, the electrophotographic conductive member has a conductive substrate, an elastic layer on the conductive substrate, and a conductive surface layer on the elastic layer.
The conductive surface layer is
iv) Acid carbon black and
v) The compound represented by the following formula (2) and
vi) Polyol and
vii) Isocyanate compound and
viii) An ionic conductive agent that does not covalently bond with the polyol and the isocyanate compound,
An electrophotographic conductive member containing a crosslinked mixture containing:

Figure 0006869792
(式(2)において、Rは炭素数1〜6のアルキレン基を示す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアミノアルキル基又はフェニル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。)。
Figure 0006869792
(In the formula (2), R 3 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group. . R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

本発明の他の態様によれば、上記の電子写真用導電性部材を有する電子写真プロセスカートリッジが提供される。 According to another aspect of the present invention, an electrophotographic process cartridge having the above-mentioned conductive member for electrophotographic is provided.

また、本発明の更に他の態様によれば、上記の電子写真用導電性部材を有する電子写真画像形成装置が提供される。 Further, according to still another aspect of the present invention, there is provided an electrophotographic image forming apparatus having the above-mentioned conductive member for electrophotographic.

本発明の一態様によれば、長期間の通電と機械的繰り返し応力を受けても電気抵抗の変化が小さい電子写真用導電性部材を得ることができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to obtain an electrophotographic conductive member having a small change in electrical resistance even when subjected to long-term energization and mechanical repeated stress.

本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の形成に資する電子写真画像形成装置及び電子写真プロセスカートリッジを得ることができる。 In another aspect of the present invention, an electrophotographic image forming apparatus and an electrophotographic process cartridge that contribute to the formation of a high-quality electrophotographic image can be obtained.

本発明に係る電子写真用導電性部材の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conductive member for electrophotographic which concerns on this invention. 本発明に係る電子写真プロセスカートリッジの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the electrophotographic process cartridge which concerns on this invention. 本発明に係る電子写真画像形成装置の一例を示す断面図であるIt is sectional drawing which shows an example of the electrophotographic image forming apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電子写真用導電性部材の電気抵抗を測定する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of measuring the electric resistance of the conductive member for electrophotographic which concerns on this invention.

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

[電子写真用導電性部材]
本発明に係る電子写真用導電性部材の第一の実施形態は、導電性基体と、該導電性基体上の弾性層と、該弾性層上の導電性表面層と、を有する。ここで、該導電性表面層は、i)ウレタン樹脂と、ii)カーボンブラックと、iii)イオン導電剤と、を含有する。また、該ウレタン樹脂は、該イオン導電剤と共有結合していない。また、該カーボンブラックは、下記式(1)で示される構造を介して該ウレタン樹脂と結合している。
[Conductive member for electrophotographic]
The first embodiment of the electrophotographic conductive member according to the present invention has a conductive substrate, an elastic layer on the conductive substrate, and a conductive surface layer on the elastic layer. Here, the conductive surface layer contains i) urethane resin, ii) carbon black, and iii) ionic conductive agent. Further, the urethane resin is not covalently bonded to the ionic conductive agent. Further, the carbon black is bonded to the urethane resin via a structure represented by the following formula (1).

Figure 0006869792
式(1)において、Rは炭素数1〜6のアルキレン基を示す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアミノアルキル基又はフェニル基を示す。1−1、*1−2および*1−3は、各々独立に、該カーボンブラックとの結合部位、水素原子との結合部位およびケイ素原子との結合部位のいずれかを示す。また、1−1、*1−2および*1−3のうちの少なくとも1つは、該カーボンブラックとの結合部位である。すなわち、式(1)における3つのSi−O−のうち少なくとも1つはカーボンブラックと結合しており、他のSi−O−はシラノール基またはシロキサン結合を形成している。2は該ウレタン樹脂との結合部位を示す。
Figure 0006869792
In the formula (1), R 1 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group. * 1-1, * 1-2 and * 1-3 each independently indicate one of the binding site with the carbon black, the binding site with the hydrogen atom, and the binding site with the silicon atom. Further, at least one of * 1-1, * 1-2 and * 1-3 is a binding site with the carbon black. That is, at least one of the three Si—O−s in the formula (1) is bonded to carbon black, and the other Si—O−s form a silanol group or a siloxane bond. * 2 indicates the binding site with the urethane resin.

また、本発明に係る電子写真用導電性部材の第二の実施形態は、導電性基体と、該導電性基体上の弾性層と、該弾性層上の導電性表面層と、を有する。ここで、該導電性表面層は、以下のiv)からviii)を含有する混合物の架橋物を含む。iv)酸性カーボンブラック、v)下記式(2)で示される化合物、vi)ポリオール、vii)イソシアネート化合物、並びにviii)該ポリオール及び該イソシアネート化合物とは共有結合しないイオン導電剤。 A second embodiment of the electrophotographic conductive member according to the present invention has a conductive substrate, an elastic layer on the conductive substrate, and a conductive surface layer on the elastic layer. Here, the conductive surface layer contains a crosslinked product of a mixture containing iv) to vivi) below. iv) Acidic carbon black, v) Compound represented by the following formula (2), vi) Polyol, vii) Isocyanate compound, and viii) The polyol and an ionic conductive agent that does not covalently bond with the isocyanate compound.

Figure 0006869792
式(2)において、Rは炭素数1〜6のアルキレン基を示す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアミノアルキル基又はフェニル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。該架橋物は、該ポリオールと該イソシアネート化合物とのウレタン化物であるウレタン樹脂と、該酸性カーボンブラックと、該イオン導電剤とを含む。該架橋物において、前記式(2)で示される化合物は該酸性カーボンブラック及び該ウレタン樹脂と反応することで、該酸性カーボンブラックは前記式(1)で示される構造を介して該ウレタン樹脂と結合している。また、該イオン導電剤は該ポリオール及び該イソシアネート化合物とは共有結合しないため、該架橋物において、該ウレタン樹脂は該イオン導電剤と共有結合していない。
Figure 0006869792
In formula (2), R 3 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aminoalkyl group or a phenyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The crosslinked product contains a urethane resin which is a urethane compound of the polyol and the isocyanate compound, the acidic carbon black, and the ionic conductive agent. In the crosslinked product, the compound represented by the formula (2) reacts with the acidic carbon black and the urethane resin, so that the acidic carbon black reacts with the urethane resin via the structure represented by the formula (1). It is combined. Further, since the ionic conductive agent does not covalently bond with the polyol and the isocyanate compound, the urethane resin is not covalently bonded with the ionic conductive agent in the crosslinked product.

前記第一及び第二の実施形態に係る電子写真用導電性部材(以下、導電性部材とも示す)は、イオン導電剤によるイオン導電とカーボンブラックによる電子導電とを併用することにより、良好な導電率を示すことができるとともに、微小な抵抗ムラを抑制できる。加えて、カーボンブラックがバインダであるウレタン樹脂に共有結合により固定されているため、長時間の通電や繰り返し振動を受けてもカーボンブラックがウレタン樹脂中を移動することがない。カーボンブラックが移動しないため、通電や繰り返し振動によるカーボンブラックの凝集が発生せず、電子導電の経路が変化しない。したがって、本発明に係る導電性部材を組み込んだ電子写真画像形成装置を長時間使用しても、導電性部材中のカーボンブラックが担う電子導電性の変化が非常に小さい。 The electrophotographic conductive member (hereinafter, also referred to as a conductive member) according to the first and second embodiments has good conductivity by using ion conductivity by an ion conductive agent and electron conductivity by carbon black in combination. The rate can be shown and minute resistance unevenness can be suppressed. In addition, since the carbon black is covalently fixed to the urethane resin that is the binder, the carbon black does not move in the urethane resin even if it is subjected to long-term energization or repeated vibration. Since the carbon black does not move, the carbon black does not aggregate due to energization or repeated vibration, and the electron conductive path does not change. Therefore, even if the electrophotographic image forming apparatus incorporating the conductive member according to the present invention is used for a long time, the change in electron conductivity carried by carbon black in the conductive member is very small.

また、カーボンブラックとウレタン樹脂とが前記式(1)で示される構造を介して結合しており、該構造中の不対電子がイオン導電剤と緩やかに引きつけ合っている。それにより、電子導電性のカーボンブラックを流れた電荷がカーボンブラック近傍に存在するイオン導電剤へと近距離でスムーズに引き継がれる。したがって、電子導電性部分とイオン導電性部分との間の抵抗が小さくなり、導電性が安定すると考えられる。 Further, the carbon black and the urethane resin are bonded to each other via the structure represented by the formula (1), and the unpaired electrons in the structure are gently attracted to the ionic conductive agent. As a result, the electric charge flowing through the electronically conductive carbon black is smoothly transferred to the ionic conductive agent existing in the vicinity of the carbon black at a short distance. Therefore, it is considered that the resistance between the electron conductive portion and the ionic conductive portion becomes small and the conductivity becomes stable.

加えて、前記式(1)で示される構造がウレタン樹脂と結合しているため、イオン導電剤のイオンの移動が適度に抑制され、イオン導電剤の分極が起き難くなる。すなわち、イオン導電剤のプラスとマイナスのイオンが完全に分離して導電性表面層の外へ排出されることが抑制され、通電による導電性表面層内のイオンの枯渇による導電性部材のイオン導電性の低下を抑制できる。また、イオン導電剤はカーボンブラックとの間の近距離の導電を主に担うこととなり、イオンが長距離を移動しないため、イオン導電剤の分極がさらに抑制される。したがって、電子写真画像形成装置を長時間使用してもイオン導電剤の分極が発生し難く、イオン導電性が変化しないため、電気抵抗の変化が小さくなると考えられる。 In addition, since the structure represented by the formula (1) is bonded to the urethane resin, the movement of ions of the ionic conductive agent is appropriately suppressed, and the polarization of the ionic conductive agent is less likely to occur. That is, it is suppressed that the positive and negative ions of the ion conductive agent are completely separated and discharged to the outside of the conductive surface layer, and the ion conductivity of the conductive member due to the depletion of ions in the conductive surface layer due to energization. It is possible to suppress the deterioration of sex. In addition, the ion conductive agent is mainly responsible for conducting a short distance with carbon black, and since the ions do not move a long distance, the polarization of the ion conductive agent is further suppressed. Therefore, it is considered that the polarization of the ionic conductive agent is unlikely to occur even if the electrophotographic image forming apparatus is used for a long time, and the ionic conductivity does not change, so that the change in electrical resistance becomes small.

以上のように、カーボンブラックによる電子導電性とイオン導電剤によるイオン導電性とが相互に補完しつつ、両方とも通電や繰り返し応力を受けた時の変化が小さいため、本発明に係る導電性部材では電気抵抗の変化が小さい。 As described above, while the electronic conductivity due to carbon black and the ionic conductivity due to the ionic conductive agent complement each other, the change when both are energized or repeatedly stressed is small. Therefore, the conductive member according to the present invention. Then the change in electrical resistance is small.

本発明に係る導電性部材の一例を図1に示す。図1(a)は、該導電性部材の導電性基体1の軸方向に直交する方向の概略断面図である。図1(b)は、該軸方向の概略断面図である。図1(a)及び図1(b)において、導電性部材は、導電性基体1、導電性基体1の周囲を被覆する弾性層2、及び弾性層2の周囲を被覆する導電性表面層3を有する。 An example of the conductive member according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the conductive member in a direction orthogonal to the axial direction of the conductive substrate 1. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view in the axial direction. In FIGS. 1A and 1B, the conductive member is a conductive substrate 1, an elastic layer 2 that covers the periphery of the conductive substrate 1, and a conductive surface layer 3 that covers the periphery of the elastic layer 2. Has.

<シラン化合物>
本発明に係る導電性部材の第二の実施形態では、前記式(2)で示されるシラン化合物を用いる。該シラン化合物の加水分解性基(−OR)は、加水分解後に酸性カーボンブラック表面のカルボキシル基と主に反応し、共有結合を形成できる。また、該シラン化合物のアミノ基(−NHR)は、ポリオールとイソシアネート化合物とのウレタン化物であるウレタン樹脂の末端イソシアネート基と反応して共有結合(ウレア結合)を形成できる。該シラン化合物は、該酸性カーボンブラック及び該ウレタン樹脂と反応することで、該酸性カーボンブラックと該ウレタン樹脂とを前記式(1)で示される構造を介して結合させることができる。すなわち、前記式(2)におけるRは前記式(1)におけるRに対応し、前記式(2)におけるRは前記式(1)におけるRに対応する。
<Silane compound>
In the second embodiment of the conductive member according to the present invention, the silane compound represented by the above formula (2) is used. The hydrolyzable group (-OR 5 ) of the silane compound can mainly react with the carboxyl group on the surface of acidic carbon black after hydrolysis to form a covalent bond. Further, the amino group (-NHR 4 ) of the silane compound can react with the terminal isocyanate group of the urethane resin, which is a urethane compound of the polyol and the isocyanate compound, to form a covalent bond (urea bond). By reacting with the acidic carbon black and the urethane resin, the silane compound can bond the acidic carbon black and the urethane resin via the structure represented by the formula (1). That is, R 3 in the formula (2) corresponds to R 1 in the formula (1) , and R 4 in the formula (2) corresponds to R 2 in the formula (1).

前記式(2)において、Rは炭素数1〜6のアルキレン基であり、炭素数1〜3のアルキレン基であることが好ましい。Rは、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基などが挙げられる。前記式(1)におけるRも同様である。該炭素数が6以下であることにより、カーボンブラックの表面と反応した場合に抵抗層とならず、カーボンブラックとウレタン樹脂との間で良好な導電性が得られる。一方、該炭素数が7以上の長鎖のアルキレン基がカーボンブラックの表面を完全に覆うと、絶縁性で極性の小さい膜のようにカーボンブラック表面を被覆する。すると、絶縁性の膜を電子が通過できず、電子導電機構が作用しなくなる。また、ウレタン樹脂中には、前記式(1)で示される構造の周囲も含めてイオン導電剤や、イオン導電剤によって分極した水に起因する水酸イオンやオキソニウムイオンが存在している。長鎖のアルキレン基がカーボンブラックの表面を完全に覆い低極性の膜を形成すると、該イオン導電剤や、イオン導電剤によって分極した水に起因するイオン等がカーボンブラックに近づけなくなり、電荷のやり取りが出来なくなる。結果としてカーボンブラックの電子導電機構とイオン導電剤によるイオン導電機構との電荷の受け渡しが困難となり、電気抵抗が大きくなる。 In the formula (2), R 3 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. Examples of R 3 include a methylene group, an ethylene group, and a trimethylene group. The same applies to R 1 in the above formula (1). When the number of carbon atoms is 6 or less, the carbon black does not form a resistance layer when it reacts with the surface of the carbon black, and good conductivity can be obtained between the carbon black and the urethane resin. On the other hand, when the long-chain alkylene group having 7 or more carbon atoms completely covers the surface of carbon black, it coats the surface of carbon black like an insulating and less polar film. Then, the electrons cannot pass through the insulating film, and the electron conductive mechanism does not work. Further, in the urethane resin, an ionic conductive agent including the periphery of the structure represented by the above formula (1), and hydroxide ions and oxonium ions caused by water polarized by the ionic conductive agent are present. When a long-chain alkylene group completely covers the surface of carbon black to form a low-polarity film, the ion conductive agent and ions caused by water polarized by the ion conductive agent cannot approach the carbon black, and charge exchange occurs. Can not be done. As a result, it becomes difficult to transfer the electric charge between the electron conductive mechanism of carbon black and the ion conductive mechanism by the ion conductive agent, and the electric resistance becomes large.

前記式(2)において、Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアミノアルキル基又はフェニル基を示す。炭素数1〜4のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。炭素数1〜4のアミノアルキル基としては、例えばアミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基、アミノブチル基が挙げられる。該アルキル基及び該アミノアルキル基の炭素数が4以下であることにより、Rと同様の理由で良好な導電層となるため好ましい。該炭素数は1〜3であることが好ましく、1〜2であることがより好ましい。前記式(1)におけるRも同様である。 In the formula (2), R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group. Examples of the aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms include an aminomethyl group, an aminoethyl group, an aminopropyl group and an aminobutyl group. By carbon number of the alkyl group and the amino group of 4 or less is preferable because a good conductive layer by the same reason as R 3. The carbon number is preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2. The same applies to R 2 in the above formula (1).

前記式(2)において、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。炭素数1〜4のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。該アルキル基の炭素数が4以下であることにより、カーボンブラックの表面への反応性が高くなり、カーボンブラック表面へ均一に結合し易くなるため好ましい。該炭素数は1〜3であることが好ましく、1〜2であることがより好ましい。 In the formula (2), R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group. When the number of carbon atoms of the alkyl group is 4 or less, the reactivity of the carbon black to the surface is increased, and it is easy to uniformly bond to the surface of the carbon black, which is preferable. The carbon number is preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2.

前記式(2)で示されるシラン化合物としては、市販品では、例えばKBM−603、KBE−903、KBM−573、KBM−903(以上商品名、信越化学工業(株)製)、T2868(商品名、東京化成工業(株)製)等が挙げられる。これらの中でも、KBM−903が好ましい。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。 Examples of commercially available silane compounds represented by the formula (2) include KBM-603, KBE-903, KBM-573, KBM-903 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), T2868 (commodity). Name, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., etc. Among these, KBM-903 is preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係る導電性部材の第二の実施形態において、前記式(2)で示されるシラン化合物の配合量は、酸性カーボンブラック100質量部に対して好ましくは0.1から10質量部である。該配合量は、酸性カーボンブラック100質量部に対してより好ましくは0.2から5質量部、さらに好ましくは0.3から2質量部である。該配合量が該範囲内であることにより、該シラン化合物が酸性カーボンブラック及びウレタン樹脂と反応して通電や繰り返し応力を受けた時の電気抵抗の変化を起き難くするのに充分な量の前記式(1)で示される構造を形成することが可能となる。 In the second embodiment of the conductive member according to the present invention, the blending amount of the silane compound represented by the formula (2) is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of acidic carbon black. .. The blending amount is more preferably 0.2 to 5 parts by mass, still more preferably 0.3 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of acidic carbon black. When the blending amount is within the range, the amount of the silane compound is sufficient to make it difficult for the silane compound to react with the acidic carbon black and the urethane resin to cause a change in electrical resistance when energized or repeatedly stressed. It is possible to form the structure represented by the formula (1).

<カーボンブラック>
本発明に係る導電性部材では、導電性表面層中にカーボンブラックが分散されており、該カーボンブラックの電子導電性によって導電性の一部が担われている。カーボンブラックは前記式(2)で示されるシラン化合物と結合可能であることが求められ、酸性カーボンブラックであることが好ましい。酸性カーボンブラックには、該シラン化合物と共有結合するために必要な官能基、特にカルボキシル基が充分に存在する。一方、中性〜アルカリ性のカーボンブラックの場合、カーボンブラック表面に充分な量のカルボキシル基が存在せず、シラン化合物と充分に共有結合することが困難である。なお、酸性カーボンブラックとはpHの値が5以下のカーボンブラックである。該pHの値は、好ましくは4.5以下であり、より好ましくは4以下である。該pHの値は、JIS K 5101−17−2:2004に従って測定される値である。
<Carbon black>
In the conductive member according to the present invention, carbon black is dispersed in the conductive surface layer, and a part of the conductivity is borne by the electronic conductivity of the carbon black. The carbon black is required to be capable of binding to the silane compound represented by the above formula (2), and is preferably an acidic carbon black. The acidic carbon black has a sufficient number of functional groups, particularly carboxyl groups, necessary for covalent bonding with the silane compound. On the other hand, in the case of neutral to alkaline carbon black, a sufficient amount of carboxyl groups are not present on the surface of the carbon black, and it is difficult to sufficiently covalently bond with the silane compound. The acidic carbon black is a carbon black having a pH value of 5 or less. The pH value is preferably 4.5 or less, more preferably 4 or less. The pH value is a value measured according to JIS K 5101-172: 2004.

好ましいカーボンブラックとしては、市販品では、例えば以下のカーボンブラックが挙げられる。Special Black S160(商品名、オリオンエンジニアドカーボンズ(株)製)、SUNBLACK X15(商品名、旭カーボン(株)製)、MA77(商品名、三菱化学(株)製)。これらの中でも、MA77がより好ましい。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。 Preferred carbon blacks include, for example, the following carbon blacks in commercially available products. Special Black S160 (trade name, manufactured by Orion Engineered Carbons Co., Ltd.), SUNBLACK X15 (trade name, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.), MA77 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Among these, MA77 is more preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

カーボンブラックの配合量としては、ウレタン樹脂(ポリオールとイソシアネート化合物とのウレタン化物)100質量部に対して、好ましくは0.5から20質量部、より好ましくは1から10質量部である。該配合量が該範囲内であることにより、導電性表面層の柔軟性を維持しつつ、カーボンブラックが電子導電性を充分に担い、導電性部材が適切な電気抵抗を有することができる。なお、カーボンブラックの電子導電性は、イオン導電剤のイオン導電性と併用することにより導電性表面層が中抵抗になるように調整できる。また、該電子導電性の調整は、カーボンブラックの添加量、分散性、一次粒子径、DBP吸油量等の値を変更することでも可能である。 The blending amount of carbon black is preferably 0.5 to 20 parts by mass, and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane resin (urethane compound of a polyol and an isocyanate compound). When the blending amount is within the range, the carbon black can sufficiently bear the electronic conductivity and the conductive member can have an appropriate electric resistance while maintaining the flexibility of the conductive surface layer. The electronic conductivity of carbon black can be adjusted so that the conductive surface layer has medium resistance by using it in combination with the ionic conductivity of the ionic conductive agent. Further, the electron conductivity can be adjusted by changing the values such as the amount of carbon black added, the dispersibility, the primary particle size, and the amount of DBP oil absorbed.

<イオン導電剤>
イオン導電剤は、バインダであるウレタン樹脂中でイオンに解離してイオン導電性を発現する。該イオン導電剤は該ウレタン樹脂とは共有結合しない。また、該ウレタン樹脂の原料であるポリオール及びイソシアネート化合物とは共有結合しない。
<Ion conductive agent>
The ionic conductive agent dissociates into ions in a urethane resin, which is a binder, and exhibits ionic conductivity. The ionic conductive agent does not covalently bond with the urethane resin. Further, it does not covalently bond with the polyol and the isocyanate compound which are the raw materials of the urethane resin.

このようなイオン導電剤のカチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、オクチルトリメチルアンモニウムイオン、ラウリルトリメチルアンモニウムイオン、ステアリルトリメチルアンモニウムイオン、オクタデシルトリメチルアンモニウムイオン、ドデシルトリメチルアンモニウムイオン、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムイオン、トリオクチルプロピルアンモニウムイオンなどが挙げられる。 Examples of the cation of such an ionic conductive agent include lithium ion, sodium ion, potassium ion, tetraethylammonium ion, tetrabutylammonium ion, octyltrimethylammonium ion, lauryltrimethylammonium ion, stearyltrimethylammonium ion, and octadecyltrimethylammonium ion. , Dodecyltrimethylammonium ion, hexadecyltrimethylammonium ion, trioctylpropylammonium ion and the like.

イオン導電剤を構成するアニオンとしては、例えば、塩化物イオン、臭化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、塩素酸イオン、過塩素酸イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(TFSI)アニオン、ビス(フルオロスルホニル)イミド(FSI)アニオン、ビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドアニオン、テトラフェニルボレートなどのホウ素系イオン、ヘキサフルオロホスフィートなどのリン系イオンなどが挙げられる。これらの中でもアニオンとしては、導電性表面層の低電気抵抗化に有利である点から、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(TFSI)アニオン、ビス(フルオロスルホニル)イミド(FSI)アニオンが好ましい。 Examples of anions constituting the ionic conductive agent include chloride ion, bromide ion, nitrate ion, sulfate ion, chlorate ion, perchlorate ion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (TFSI) anion, and bis (fluorosulfonyl). ) Imid (FSI) anion, bis (nonafluorobutanesulfonyl) imide anion, boron-based ion such as tetraphenylborate, phosphorus-based ion such as hexafluorophosphite and the like can be mentioned. Among these, as the anion, a bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (TFSI) anion and a bis (fluorosulfonyl) imide (FSI) anion are preferable from the viewpoint of being advantageous in reducing the electrical resistance of the conductive surface layer.

イオン導電剤としては、具体的には、下記式(3)で示される化合物、下記式(10)から(15)で示される化合物等が挙げられる。これらの中でも、導電性表面層の低電気抵抗化に有利である点から、下記式(3)で示される化合物が好ましい。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。 Specific examples of the ionic conductive agent include compounds represented by the following formulas (3), compounds represented by the following formulas (10) to (15), and the like. Among these, the compound represented by the following formula (3) is preferable from the viewpoint of being advantageous in reducing the electrical resistance of the conductive surface layer. These may be used alone or in combination of two or more.

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イオン導電剤の配合量としては、カーボンブラック100質量部に対して好ましくは1から20質量部、より好ましくは2から15質量部、さらに好ましくは3から10質量部である。該配合量が該範囲内であることにより、イオン導電剤が担うイオン導電性とカーボンブラックが担う電子導電性の双方が共同して導電性を担い、導電性部材の抵抗上昇を抑制することができる。
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The blending amount of the ionic conductive agent is preferably 1 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass, and further preferably 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of carbon black. When the blending amount is within the range, both the ionic conductivity carried by the ionic conductive agent and the electronic conductivity carried by carbon black jointly bear the conductivity, and the increase in the resistance of the conductive member can be suppressed. it can.

<ウレタン樹脂>
本発明においては、導電性表面層のバインダとしてウレタン樹脂が用いられる。ウレタン樹脂は柔軟性と破断強度の両方の性能が高く、電子写真用の導電性部材の導電性表面層として好適に用いられる。ウレタン樹脂は、ポリオールとイソシアネート化合物とをウレタン化反応により反応させて生成される。ウレタン化反応による架橋点に関しては、架橋点密度が大きいと硬く強靭な導電性表面層となり、架橋点密度が小さいと柔軟かつイオン導電性の大きい導電性表面層となる。ポリオールとイソシアネート化合物との当量比(NCO/OH比)は、求める導電性表面層の硬度や導電性に応じて適宜選択される。NCO/OH比としては、1.0以上が好ましい。該NCO/OH比が1.0以上であると、共有結合しないポリオールが発生し難く、長期間の放置により移動してブリードする課題が発生し難い。また、ウレタン樹脂に対してカーボンブラックが結合し易くなり、長期間の繰り返し振動と通電によりカーボンブラックが導電性表面層中を移動し難くなり、電気抵抗が変化し難くなる。
<Urethane resin>
In the present invention, urethane resin is used as a binder for the conductive surface layer. Urethane resin has high performance in both flexibility and breaking strength, and is suitably used as a conductive surface layer of a conductive member for electrophotographic. Urethane resin is produced by reacting a polyol and an isocyanate compound by a urethanization reaction. Regarding the cross-linking points due to the urethanization reaction, when the cross-linking point density is high, a hard and tough conductive surface layer is obtained, and when the cross-linking point density is low, a flexible and highly ionic conductive surface layer is obtained. The equivalent ratio (NCO / OH ratio) of the polyol to the isocyanate compound is appropriately selected according to the desired hardness and conductivity of the conductive surface layer. The NCO / OH ratio is preferably 1.0 or more. When the NCO / OH ratio is 1.0 or more, polyols that do not covalently bond are unlikely to be generated, and problems of moving and bleeding due to long-term standing are unlikely to occur. Further, the carbon black is easily bonded to the urethane resin, and the carbon black is less likely to move in the conductive surface layer due to repeated vibration and energization for a long period of time, and the electric resistance is less likely to change.

<ポリオール>
ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、アクリルポリオールなどが挙げられる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールが導電性、柔軟性の観点で好ましく用いられる。ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。また、ポリエステルポリオールとしては、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,4−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコールなどのジオール成分や、トリメチロールプロパンなどのトリオール成分と、アジピン酸、無水フタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロキシフタル酸等のジカルボン酸との縮合反応により得られるポリエステルポリオールが挙げられる。該ポリエーテルポリオール及び該ポリエステルポリオールは、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、1,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)などイソシアネートにより鎖延長してもよい。
<Polyol>
Examples of the polyol include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polyurethane polyols, acrylic polyols and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyether polyols and polyester polyols are preferably used from the viewpoint of conductivity and flexibility. Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like. Further, as the polyester polyol, a diol component such as 1,4-butanediol, 3-methyl-1,4-pentanediol and neopentyl glycol, a triol component such as trimethylolpropane, and an adipic acid and phthalic anhydride, Examples thereof include polyester polyol obtained by a condensation reaction with a dicarboxylic acid such as terephthalic acid and hexahydroxyphthalic acid. The polyether polyol and the polyester polyol may be chain-extended with an isocyanate such as 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 1,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), and isophorone diisocyanate (IPDI).

<イソシアネート化合物>
イソシアネート化合物としては、特に限定されるものではないが、エチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)などの脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキサン1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート及びこれらの共重合物やイソシアヌレート体、TMPアダクト体、ビウレット体、そのブロック体などを用いることができる。また、これらのイソシアネート化合物と前記ポリオールとを反応させて鎖延長したプレポリマーとした後で使用しても良い。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。これらの中でもトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネートが好ましい。これらのイソシアネート化合物は、ポリオールと反応する前に水分と反応することを防止するため、メチルエチルケトンオキシムによりブロックされた、ブロックイソシアネートとして使用されることが好ましい。
<Isocyanate compound>
The isocyanate compound is not particularly limited, but is limited to ethylene diisocyanate, aliphatic polyisocyanate such as 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), cyclohexane 1,3-diisocyanate, cyclohexane 1, Alicyclic polyisocyanate such as 4-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), polypeptide diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthalene Aromatic isocyanates such as diisocyanates, copolymers thereof, isocyanurates, TMP adducts, biurets, blocks thereof, and the like can be used. Further, these isocyanate compounds may be reacted with the polyol to form a chain-extended prepolymer before use. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and polyether diphenylmethane diisocyanate are preferable. These isocyanate compounds are preferably used as blocked isocyanates blocked with methylethylketone oxime in order to prevent them from reacting with water before reacting with polyols.

<導電性基体>
導電性基体は、導電性部材の電極および支持部材として機能するものである。導電性基体は、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼などの金属または合金;クロムまたはニッケルで鍍金処理を施した鉄;導電性を付与された合成樹脂などの剛直かつ導電性の材質で構成されることができる。なお、導電性基体の表面には、導電性基体と弾性層との接着性の向上を図るため、プライマーを塗布してもよい。プライマーの例としては、シランカップリング剤系プライマー、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系、ポリエーテル系またはエポキシ系の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等が挙げられる。
<Conductive substrate>
The conductive substrate functions as an electrode and a support member of the conductive member. The conductive substrate shall be composed of a metal or alloy such as aluminum, copper alloy, stainless steel; iron plated with chromium or nickel; a rigid and conductive material such as synthetic resin imparted with conductivity. Can be done. A primer may be applied to the surface of the conductive substrate in order to improve the adhesiveness between the conductive substrate and the elastic layer. Examples of primers include silane coupling agent-based primers, urethane-based, acrylic-based, polyester-based, polyether-based or epoxy-based thermosetting resins, thermoplastic resins and the like.

<弾性層>
本発明に係る導電性部材では、他の部材に均一に当接させるため、導電性基体の上に弾性を有する弾性層が設けられている。弾性層用の材料としては、種々のゴム材を用いることができる。ゴム材に使用するゴムとしては、以下のものが挙げられる。エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴム。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、これらのシロキサンの共重合体が挙げられる。
<Elastic layer>
In the conductive member according to the present invention, an elastic layer having elasticity is provided on the conductive substrate in order to bring it into uniform contact with other members. As the material for the elastic layer, various rubber materials can be used. Examples of the rubber used for the rubber material include the following. Ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), fluororubber, silicone Rubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, silicone rubber is preferable. Examples of the silicone rubber include polydimethylsiloxane, polymethyltrifluoropropylsiloxane, polymethylvinylsiloxane, polyphenylvinylsiloxane, and copolymers of these siloxanes.

弾性層中には、導電性付与剤、非導電性充填剤、触媒などの各種添加剤が適宜配合される。導電性付与剤としてはアルミニウム、銅などの導電性金属の粒子、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタンなどの導電性金属酸化物の粒子、カーボンブラックなどを用いることができる。これらのうち、カーボンブラックは比較的容易に入手でき、良好な導電性が得られるため好ましい。導電性付与剤としてカーボンブラックを用いる場合、ゴム材中のゴム100質量部に対してカーボンブラックを3〜80質量部配合することが好ましい。非導電性充填剤としては、シリカ、石英粉末、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウムなどが挙げられる。弾性層の厚さは0.5から5.0mmの範囲にあることが好ましく、2.0から4.0mmの範囲にあることがより好ましい。なお、弾性層は導電性基体上に設けられていればよく、導電性基体の表面全体を被覆している必要はない。 Various additives such as a conductivity-imparting agent, a non-conductive filler, and a catalyst are appropriately blended in the elastic layer. As the conductivity-imparting agent, particles of a conductive metal such as aluminum and copper, particles of a conductive metal oxide such as zinc oxide, tin oxide and titanium oxide, carbon black and the like can be used. Of these, carbon black is preferable because it is relatively easily available and good conductivity can be obtained. When carbon black is used as the conductivity-imparting agent, it is preferable to add 3 to 80 parts by mass of carbon black to 100 parts by mass of rubber in the rubber material. Examples of the non-conductive filler include silica, quartz powder, titanium oxide, zinc oxide, calcium carbonate and the like. The thickness of the elastic layer is preferably in the range of 0.5 to 5.0 mm, more preferably in the range of 2.0 to 4.0 mm. The elastic layer may be provided on the conductive substrate, and it is not necessary to cover the entire surface of the conductive substrate.

<導電性表面層>
本発明に係る導電性部材では、弾性層上に導電性表面層が設けられている。導電性表面層は、該ウレタン樹脂と、該カーボンブラックと、該イオン導電剤とを含有する。該ウレタン樹脂と該カーボンブラックとは前記式(1)で示される構造により結合しているが、該ウレタン樹脂は該イオン導電剤とは共有結合していない。なお、導電性表面層は弾性層上に設けられていればよく、弾性層の表面全体を被覆している必要はない。
<Conductive surface layer>
In the conductive member according to the present invention, a conductive surface layer is provided on the elastic layer. The conductive surface layer contains the urethane resin, the carbon black, and the ionic conductive agent. The urethane resin and the carbon black are bonded by the structure represented by the formula (1), but the urethane resin is not covalently bonded to the ionic conductive agent. The conductive surface layer may be provided on the elastic layer, and it is not necessary to cover the entire surface of the elastic layer.

導電性表面層は、例えば材料と溶剤とを混合して分散し、導電性表面層用塗料を調製し、これを塗工することにより設けることができる。導電性表面層用塗料を調製する手順としては二つの方法が挙げられる。一つ目の方法は、ウレタン樹脂の原材料であるポリオールおよびイソシアネート化合物、前記式(2)で示される化合物、カーボンブラック、イオン導電剤、その他の材料並びに溶剤を混合し、分散する方法である。二つ目の方法は、カーボンブラックに対して前記式(2)で示される化合物をあらかじめ反応させて、シラン化合物でコートしたコート済みカーボンブラックを調製し、該コート済みカーボンブラックと他の材料を混合し、分散する方法である。 The conductive surface layer can be provided, for example, by mixing and dispersing a material and a solvent, preparing a coating material for a conductive surface layer, and applying the coating material. There are two methods for preparing the coating material for the conductive surface layer. The first method is a method of mixing and dispersing a polyol and an isocyanate compound which are raw materials of a urethane resin, a compound represented by the above formula (2), carbon black, an ionic conductive agent, other materials and a solvent. In the second method, the compound represented by the above formula (2) is reacted with carbon black in advance to prepare a coated carbon black coated with a silane compound, and the coated carbon black and another material are used. It is a method of mixing and dispersing.

カーボンブラックと前記式(2)で示される化合物とをより充分に共有結合させるためには、あらかじめカーボンブラックに前記式(2)で示される化合物を反応させることが好ましい。あらかじめカーボンブラックに前記式(2)で示される化合物を反応させる方法としては、以下の二つの方法が挙げられる。一つ目の方法は、溶剤に溶解した前記式(2)で示される化合物を、カーボンブラックの粉体を撹拌している所へ噴霧して混合し、乾燥することでコート済みカーボンブラックを調製する方法である。二つ目の方法としては、カーボンブラックと、溶剤と、前記式(2)で示される化合物とを混合し、分散してスラリー化し、スラリーを乾燥してコート済みカーボンブラックを得る方法である。分散の方法としては、以下の装置を用いる方法が挙げられる。モータで回転させる回転羽、ホモジナイザーのごとき攪拌分散装置;加速した塗料を衝突させて顔料を分散する微細オリフィス分散装置;サンドミル、ペイントシェーカ、ダイノミル及びパールミル等のビーズを利用した分散装置。 In order to more sufficiently covalently bond the carbon black and the compound represented by the formula (2), it is preferable to react the carbon black with the compound represented by the formula (2) in advance. The following two methods can be mentioned as a method of reacting carbon black with the compound represented by the formula (2) in advance. In the first method, a compound represented by the above formula (2) dissolved in a solvent is sprayed onto a stirring place where carbon black powder is agitated, mixed, and dried to prepare a coated carbon black. How to do it. The second method is a method in which carbon black, a solvent, and a compound represented by the above formula (2) are mixed, dispersed and made into a slurry, and the slurry is dried to obtain a coated carbon black. Examples of the dispersion method include a method using the following devices. Rotating blades rotated by a motor, stirring and dispersing device such as homogenizer; fine orifice dispersion device that disperses pigment by colliding accelerated paint; dispersing device using beads such as sand mill, paint shaker, dyno mill and pearl mill.

導電性表面層用塗料は、必要に応じて以下に挙げるようなその他の材料も含むことができる。表面粗さを調整する粗し粒子、塗工を容易にするレベリング剤、導電性表面層の強度を増すための補強粒子、表面の摩擦や汚れを低減するための低極性の化合物。導電性表面層用塗料はこれらの一種を含んでもよく、二種以上を含んでもよい。 The conductive surface layer coating material may optionally include other materials such as those listed below. Rough particles that adjust surface roughness, leveling agents that facilitate coating, reinforcing particles that increase the strength of the conductive surface layer, and low-polarity compounds that reduce surface friction and dirt. The coating material for the conductive surface layer may contain one of these, or may contain two or more of them.

該導電性表面層用塗料を弾性層の表面に塗工して乾燥することで、導電性表面層が形成される。塗工の方法としては、スプレー塗工、ロールコータ塗工、突き上げ塗工、リング塗工、浸漬塗工等が挙げられる。得られる導電性表面層の厚さの均一性等の観点から、浸漬塗工が好ましい。導電性表面層の厚さとしては、1〜500μmが好ましく、2〜100μmがより好ましく、5〜30μmが更に好ましい。導電性表面層の厚さを該範囲内に調整するために、例えば導電性表面層用塗料の樹脂の固形分の含有量と塗工引き上げ速度を制御することができる。導電性表面層用塗料中の樹脂の固形分の含有量を大きくすると導電性表面層が厚くなり、小さくすると薄くなる。例えば、導電性表面層用塗料中の、揮発する溶剤100質量部に対する樹脂の固形分の含有量を10質量部以上40質量部以下に調整することができる。また、塗工引き上げ速度を大きくすると厚さが大きくなり、小さくすると厚さが小さくなる。例えば、塗工引き上げ速度を1mm/分以上300mm/分以下に調整することが好ましい。 The conductive surface layer is formed by applying the conductive surface layer coating material to the surface of the elastic layer and drying the coating. Examples of the coating method include spray coating, roll coater coating, push-up coating, ring coating, immersion coating and the like. Immersion coating is preferable from the viewpoint of uniformity in the thickness of the obtained conductive surface layer. The thickness of the conductive surface layer is preferably 1 to 500 μm, more preferably 2 to 100 μm, and even more preferably 5 to 30 μm. In order to adjust the thickness of the conductive surface layer within the range, for example, the solid content of the resin of the coating material for the conductive surface layer and the coating pulling speed can be controlled. Increasing the solid content of the resin in the paint for the conductive surface layer makes the conductive surface layer thicker, and decreasing it makes it thinner. For example, the solid content of the resin with respect to 100 parts by mass of the volatile solvent in the coating material for the conductive surface layer can be adjusted to 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less. Further, increasing the coating pulling speed increases the thickness, and decreasing it decreases the thickness. For example, it is preferable to adjust the coating pulling speed to 1 mm / min or more and 300 mm / min or less.

導電性表面層の体積抵抗率は、常温常湿(N/N)環境(温度23℃、相対湿度55%)において、中抵抗領域(1×10〜1×10Ω・cm)であることが好ましい。該体積抵抗率は、所望の値になるように、配合するカーボンブラック量、イオン導電剤量、その他の材料添加量の増減、分散強度により調整することができる。 The volume resistivity of the conductive surface layer is in a medium resistance region (1 × 10 3 to 1 × 10 9 Ω · cm) in a room temperature and humidity (N / N) environment (temperature 23 ° C., relative humidity 55%). Is preferable. The volume resistivity can be adjusted by increasing or decreasing the amount of carbon black to be blended, the amount of ionic conductive agent, the amount of other materials added, and the dispersion strength so as to obtain a desired value.

本発明において、導電性表面層用塗料塗膜の体積抵抗率および導電性部材の電気抵抗は、以下の方法により測定される。 In the present invention, the volume resistivity of the coating film for the conductive surface layer and the electrical resistance of the conductive member are measured by the following methods.

(導電性表面層用塗料塗膜の体積抵抗率)
厚さ100μmのアルミニウムシート上にアプリケーターを使用して導電性表面層用塗料を塗工し、常温の環境中で5分間風乾した後、150℃のオーブンで1時間30分乾燥、焼成し、厚さ25μmの塗膜を作製する。片面に白金を蒸着して電極とガード電極とを作製する。N/N環境に12時間以上放置した後、微小電流計(商品名:ADVANTEST R8340A ULTRA HIGH RESISTANCE METER、(株)アドバンテスト製)を用いて両電極間に100Vの電圧を印加し30秒後の電流を測定する。電流の測定値と厚さと電極面積とから体積抵抗率を算出する。
(Volume resistivity of paint film for conductive surface layer)
A conductive surface layer paint is applied on an aluminum sheet with a thickness of 100 μm using an applicator, air-dried in an environment at room temperature for 5 minutes, dried in an oven at 150 ° C. for 1 hour and 30 minutes, fired, and thickened. A coating film having a size of 25 μm is prepared. Platinum is vapor-deposited on one side to prepare an electrode and a guard electrode. After leaving it in an N / N environment for 12 hours or more, a voltage of 100 V is applied between both electrodes using a micro ammeter (trade name: ADVANTEST R8340A ULTRA HIGH RESISTANCE METER, manufactured by Advantest Co., Ltd.), and the current after 30 seconds. To measure. The volume resistivity is calculated from the measured value of the current, the thickness, and the electrode area.

(導電性部材の電気抵抗)
導電性部材の電気抵抗の測定では、図4に示されるように、電子写真画像形成装置に用いた場合の使用状態と相応の応力で、導電性部材19を感光体と同じ曲率の円柱形金属20に当接させて通電したときの抵抗を測定する。具体的には、図4(a)において、重りに固定された軸受け23aおよび23bは、導電性部材19の導電性基体1の両端に鉛直下方向に押す応力を印加する。導電性部材19の鉛直下方向には、導電性部材19と平行に円柱形金属20が位置している。そして、図示しない駆動装置により円柱形金属20を回転させながら、図4(b)の様に導電性部材19を軸受け23aと23bとへ押し当てる。使用状態の感光体ドラムと同様の回転速度で円柱形金属20を回転させ、導電性部材19を従動回転させながら電源21から直流電圧−100Vを印加し、円柱形金属20から流れ出てくる電流を電流計22で測定する。このときの印加電圧と測定された電流とから計算して導電性部材の電気抵抗を算出する。後述する実施例では、導電性部材19の導電性基体1の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径30mmの円柱形金属20に当接させ、円柱形金属20を周速150mm/sで回転させた。
(Electrical resistance of conductive members)
In the measurement of the electrical resistance of the conductive member, as shown in FIG. 4, the conductive member 19 is made of a cylindrical metal having the same curvature as the photoconductor under the stress corresponding to the usage state when used in the electrophotographic image forming apparatus. Measure the resistance when the wire is brought into contact with 20 and energized. Specifically, in FIG. 4A, the bearings 23a and 23b fixed to the weight apply a stress pushing vertically downward to both ends of the conductive substrate 1 of the conductive member 19. The cylindrical metal 20 is located in parallel with the conductive member 19 in the vertical direction of the conductive member 19. Then, the conductive member 19 is pressed against the bearings 23a and 23b as shown in FIG. 4B while rotating the cylindrical metal 20 by a driving device (not shown). The cylindrical metal 20 is rotated at the same rotation speed as the photoconductor drum in the used state, and a DC voltage -100V is applied from the power supply 21 while the conductive member 19 is driven to rotate, and the current flowing out from the cylindrical metal 20 is applied. Measure with an ammeter 22. The electric resistance of the conductive member is calculated from the applied voltage and the measured current at this time. In the examples described later, a force of 5N is applied to both ends of the conductive substrate 1 of the conductive member 19 to bring the cylindrical metal 20 into contact with the cylindrical metal 20 having a diameter of 30 mm, and the cylindrical metal 20 is rotated at a peripheral speed of 150 mm / s. I let you.

[電子写真プロセスカートリッジ]
本発明に係る電子写真プロセスカートリッジ(以下、プロセスカートリッジとも示す)は、本発明に係る導電性部材を有する。該プロセスカートリッジにおいて、本発明に係る導電性部材は現像ローラ、帯電ローラ等として使用することができる。
[Electrophotograph process cartridge]
The electrophotographic process cartridge according to the present invention (hereinafter, also referred to as a process cartridge) has a conductive member according to the present invention. In the process cartridge, the conductive member according to the present invention can be used as a developing roller, a charging roller, and the like.

図2に、本発明に係るプロセスカートリッジの一例の概略構成を示す。現像方法としては、非磁性一成分トナーを用いた接触現像方式等が採用される。図2に示されるプロセスカートリッジには、トナー10を収容したトナー容器と、トナー容器の開口を閉塞するように、矢印方向に回転駆動する現像ローラ4が設けられる。また、現像ローラ4上のトナーを摩擦帯電すると同時に、トナー量を制御して薄層状のトナー層を形成するためのトナー規制部材8が、現像ローラ4に当接して設けられる。また、現像ローラ4の両端部からのトナー漏れを防止するため、現像ローラ4の両端部に当接して端部シール部材(不図示)がトナー容器に設けられる。 FIG. 2 shows a schematic configuration of an example of a process cartridge according to the present invention. As a developing method, a contact developing method using a non-magnetic one-component toner or the like is adopted. The process cartridge shown in FIG. 2 is provided with a toner container containing the toner 10 and a developing roller 4 that is rotationally driven in the direction of the arrow so as to close the opening of the toner container. Further, at the same time that the toner on the developing roller 4 is triboelectrically charged, a toner regulating member 8 for controlling the amount of toner to form a thin layer of toner is provided in contact with the developing roller 4. Further, in order to prevent toner from leaking from both ends of the developing roller 4, end sealing members (not shown) are provided on the toner container in contact with both ends of the developing roller 4.

トナー容器内には、現像ローラ4にトナー10を供給すると同時に、現像後現像ローラ4上に使用されずに残留するトナーを掻き取るために、矢印方向に回転駆動するトナー供給ローラ7が、現像ローラ4に当接して設けられる。また、トナー10を攪拌してトナー供給ローラ7に供給するために、矢印方向に回転駆動する羽根状のトナー攪拌部材9が設けられる。トナー規制部材8は、SUSで作製された板ばねに弾性を有する樹脂層がコートされており、弾性範囲内で曲がった状態で所定の当接圧にて現像ローラ4と当接して配置される。トナー供給ローラ7は、導電性スポンジからなる弾性ローラであり、現像ローラ4に対して侵入させて配置される。該プロセスカートリッジは、上記の現像装置に帯電ローラ6及び感光体ドラム5を有するクリーニング容器が現像ローラ4と感光体ドラム5とが一定応力で当接して配置される構成となっている。 In the toner container, the toner 10 is supplied to the developing roller 4, and at the same time, the toner supply roller 7 which is rotationally driven in the direction of the arrow is developed in order to scrape off the toner remaining unused on the developing roller 4 after development. It is provided in contact with the roller 4. Further, in order to stir the toner 10 and supply it to the toner supply roller 7, a blade-shaped toner stirring member 9 that is rotationally driven in the direction of the arrow is provided. The toner regulating member 8 is arranged in contact with the developing roller 4 at a predetermined contact pressure in a state where the leaf spring made of SUS is coated with an elastic resin layer and bent within the elastic range. .. The toner supply roller 7 is an elastic roller made of a conductive sponge, and is arranged so as to penetrate the developing roller 4. The process cartridge has a configuration in which a cleaning container having a charging roller 6 and a photoconductor drum 5 is arranged in contact with the developing roller 4 and the photoconductor drum 5 with a constant stress.

[電子写真画像形成装置]
本発明に係る電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置とも示す)は、本発明に係る導電性部材を有する。図3に、本発明に係るプロセスカートリッジを搭載した本発明に係る画像形成装置の一例を示す。
[Electrophotograph image forming apparatus]
The electrophotographic image forming apparatus according to the present invention (hereinafter, also referred to as an image forming apparatus) has a conductive member according to the present invention. FIG. 3 shows an example of the image forming apparatus according to the present invention equipped with the process cartridge according to the present invention.

画像形成装置11は、転写方式電子写真プロセス、接触帯電方式、一成分接触現像方式などを用いたカラーレーザープリンタとされる。画像形成装置11は、通信可能に接続された外部ホスト装置(不図示)からの画像情報に応じて記録媒体としての転写材13、例えば、用紙、OHPシートなどにフルカラーの画像を形成し、出力することができる。 The image forming apparatus 11 is a color laser printer using a transfer type electrophotographic process, a contact charging method, a one-component contact developing method, or the like. The image forming apparatus 11 forms a full-color image on a transfer material 13 as a recording medium, for example, paper, an OHP sheet, or the like according to image information from an external host apparatus (not shown) connected communicatively, and outputs the image. can do.

また、画像形成装置11は、フルカラープリント画像を得る4連ドラム方式(インライン方式)の画像形成装置とされる。即ち、画像形成装置11は、像形成手段たる複数の、即ち、イエロー(Ye)、マゼンタ(Mg)、シアン(Cy)、ブラック(Bk)の各色の画像を形成する画像形成部を有している。各画像形成部により形成された画像は、一旦、中間転写体としての中間転写ベルト12上に多重転写され、その後、紙などの記録媒体としての転写材13上に一括転写される。中間転写ベルト12は、駆動ローラおよび支持ローラによって懸架され、駆動される。 Further, the image forming apparatus 11 is a quadruple drum system (in-line system) image forming apparatus for obtaining a full-color printed image. That is, the image forming apparatus 11 has a plurality of image forming units serving as image forming means, that is, an image forming unit for forming an image of each color of yellow (Ye), magenta (Mg), cyan (Cy), and black (Bk). There is. The image formed by each image forming unit is once multiple-transferred onto the intermediate transfer belt 12 as the intermediate transfer body, and then collectively transferred onto the transfer material 13 as a recording medium such as paper. The intermediate transfer belt 12 is suspended and driven by a drive roller and a support roller.

各色の画像形成部は同じ構成とされ、回転駆動される静電潜像を担持するための像担持体としての感光体ドラム5を備えている。感光体ドラム5の回りには、帯電手段としての帯電ローラ6、および、露光手段としてのレーザービームスキャナ装置14が配置され、感光体ドラム5上に静電潜像を形成する。感光体ドラム5の回りには、更に現像手段としてのプロセスカートリッジが配置され、感光体ドラム5上に形成された静電潜像を現像して可視像(トナー像)とする。また、感光体ドラム5の回りには、感光体ドラム5上の残トナー像をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置(不図示)が配置されている。 The image forming unit of each color has the same configuration, and includes a photoconductor drum 5 as an image carrier for supporting a rotationally driven electrostatic latent image. A charging roller 6 as a charging means and a laser beam scanner device 14 as an exposure means are arranged around the photoconductor drum 5 to form an electrostatic latent image on the photoconductor drum 5. A process cartridge as a developing means is further arranged around the photoconductor drum 5, and an electrostatic latent image formed on the photoconductor drum 5 is developed into a visible image (toner image). Further, a cleaning device (not shown) as a cleaning means for cleaning the residual toner image on the photoconductor drum 5 is arranged around the photoconductor drum 5.

各画像形成部を構成する、上記感光体ドラム5、帯電ローラ6、およびクリーニング装置は、一体に構成されてプロセスカートリッジとされていてもよい。各プロセスカートリッジは、装着手段を介して画像形成装置11の本体に対して着脱可能とされる。従って、プロセスカートリッジがトナー消費による寿命に達した場合には、その画像形成部、即ち、プロセスカートリッジを交換することが可能となっている。 The photoconductor drum 5, the charging roller 6, and the cleaning device constituting each image forming unit may be integrally configured as a process cartridge. Each process cartridge is attached to and detached from the main body of the image forming apparatus 11 via a mounting means. Therefore, when the process cartridge reaches the end of its life due to toner consumption, the image forming portion, that is, the process cartridge can be replaced.

各画像形成部で像担持体を帯電するための帯電ローラ6によって感光体ドラム5を均一に帯電し、帯電された表面に静電潜像を形成するためのレーザービームスキャナ装置14によってコントローラからの入力信号に応じた潜像を形成する。静電潜像をトナーにより現像してプロセスカートリッジにおいてトナー像として顕像化される。この画像形成プロセスを各色毎に行う。 The photoconductor drum 5 is uniformly charged by the charging roller 6 for charging the image carrier in each image forming unit, and the laser beam scanner device 14 for forming an electrostatic latent image on the charged surface is used from the controller. A latent image is formed according to the input signal. The electrostatic latent image is developed with toner and visualized as a toner image in the process cartridge. This image formation process is performed for each color.

各色のトナー像は、転写手段としての一次転写ローラ15が配置された一次転写部において中間転写ベルト12上に転写され、中間転写ベルト12上にカラー画像が形成される。このカラー画像は、二次転写手段としての二次転写ローラ16が配置された二次転写部にて、一括して転写材13上に転写される。転写材13は、搬送ローラ17の搬送手段により、給紙カセットから二次転写ローラ16を備えた二次転写部へと搬送される。カラー画像が転写された転写材13は、定着装置18に搬送され、定着装置18によってトナー像の定着を受けた後に排出される。一方、転写後の感光体ドラム5上に残留する転写残トナーは、クリーニング装置によってクリーニングされる。 The toner image of each color is transferred onto the intermediate transfer belt 12 at the primary transfer unit in which the primary transfer roller 15 as a transfer means is arranged, and a color image is formed on the intermediate transfer belt 12. This color image is collectively transferred onto the transfer material 13 at the secondary transfer unit in which the secondary transfer roller 16 as the secondary transfer means is arranged. The transfer material 13 is transferred from the paper feed cassette to the secondary transfer unit provided with the secondary transfer roller 16 by the transfer means of the transfer roller 17. The transfer material 13 to which the color image is transferred is conveyed to the fixing device 18, is fixed by the fixing device 18, and then discharged. On the other hand, the transfer residual toner remaining on the photoconductor drum 5 after transfer is cleaned by the cleaning device.

以下、本発明を実施例および比較例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples and Comparative Examples.

<カーボンブラック>
本実施例及び比較例で使用するカーボンブラックを以下の表1に記す。
<Carbon black>
The carbon blacks used in this example and comparative examples are shown in Table 1 below.

Figure 0006869792
<シラン化合物>
本実施例及び比較例で使用するシラン化合物を以下の表2に記す。
Figure 0006869792
<Silane compound>
The silane compounds used in this example and comparative examples are shown in Table 2 below.

Figure 0006869792
Figure 0006869792

<ポリオール>
(ポリオール1)
反応容器中で、乾燥テトラヒドロフラン144.2gと、乾燥3−メチルテトラヒドロフラン172.2gとの混合物(モル比50:50)を温度10℃に保持した。テトラヒドロフランは開環重合により下記式(5)で示される構造を供する原材料である。また、3−メチルテトラヒドロフランは開環重合により下記式(6)で示される構造および下記式(7)で示される構造を供する原材料である。次に、70質量%過塩素酸水溶液13.1g、および無水酢酸120gを加え、2.5時間反応を行った。次に、反応混合物を20質量%水酸化ナトリウム水溶液600g中に注ぎ、精製を行った。さらに、減圧下、残留する水および溶媒成分を除去し、液状のポリエーテルジオールであるポリオール1を得た。得られたポリオール1の数平均分子量は2000であった。
<Polyol>
(Polyol 1)
In the reaction vessel, a mixture of 144.2 g of dry tetrahydrofuran and 172.2 g of dry 3-methyltetrahydrofuran (molar ratio 50:50) was maintained at a temperature of 10 ° C. Tetrahydrofuran is a raw material that provides a structure represented by the following formula (5) by ring-opening polymerization. Further, 3-methyltetrahydrofuran is a raw material that provides a structure represented by the following formula (6) and a structure represented by the following formula (7) by ring-opening polymerization. Next, 13.1 g of a 70 mass% perchloric acid aqueous solution and 120 g of acetic anhydride were added, and the reaction was carried out for 2.5 hours. Next, the reaction mixture was poured into 600 g of a 20 mass% sodium hydroxide aqueous solution for purification. Further, the residual water and solvent components were removed under reduced pressure to obtain polyol 1 which is a liquid polyether diol. The number average molecular weight of the obtained polyol 1 was 2000.

Figure 0006869792
ポリオール1は、前記式(5)で示される構造と、前記式(6)で示される構造および前記式(7)で示される構造の少なくとも一方の構造とを有していた。前記式(5)で示される構造の総数と、前記式(6)で示される構造および前記式(7)で示される構造の合計総数との比は50:50であった。
Figure 0006869792
The polyol 1 had a structure represented by the formula (5), a structure represented by the formula (6), and at least one of the structures represented by the formula (7). The ratio of the total number of structures represented by the formula (5) to the total total number of structures represented by the formula (6) and the structure represented by the formula (7) was 50:50.

(ポリオール2)
反応容器中に、ε−カプロラクトン947.9g、オクチル酸スズ(商品名:「スタノクト」、(株)エーピーアイコーポレーション製)0.010g(10ppm)、および重合開始剤としてネオペンチルグリコール52.1gを仕込んだ。次いで、温度150℃で、残存するε−カプロラクトンがガスクロマトグラフィー分析にて1質量%以下になるまで反応させて、下記式(8)で示されるポリエステルジオールであるポリオール2を得た。得られたポリオール2の数平均分子量Mnは2000であった。
(Polyol 2)
In the reaction vessel, 947.9 g of ε-caprolactone, 0.010 g (10 ppm) of tin octylate (trade name: "Stannoct", manufactured by API Corporation), and 52.1 g of neopentyl glycol as a polymerization initiator were added. I prepared it. Then, at a temperature of 150 ° C., the remaining ε-caprolactone was reacted until it became 1% by mass or less by gas chromatography analysis to obtain polyol 2, which is a polyester diol represented by the following formula (8). The number average molecular weight Mn of the obtained polyol 2 was 2000.

Figure 0006869792
(ポリオール3)
反応容器中で、3−メチル−1,5−ペンタンジオール236.4gにジエチルカーボネート224.5gを加え、200℃に加熱した。次に、エチレングリコール及び水を除去し、さらに真空下で縮合反応を進めて、下記式(9)で示されるポリカーボネートジオールであるポリオール3を得た。得られたポリオール3の数平均分子量は2000であった。
Figure 0006869792
(Polyol 3)
In the reaction vessel, 224.5 g of diethyl carbonate was added to 236.4 g of 3-methyl-1,5-pentanediol and heated to 200 ° C. Next, ethylene glycol and water were removed, and the condensation reaction was further carried out under vacuum to obtain polyol 3, which is a polycarbonate diol represented by the following formula (9). The number average molecular weight of the obtained polyol 3 was 2000.

Figure 0006869792
<イソシアネート化合物>
(イソシアネート化合物1)
窒素雰囲気下、反応容器中でコスモネートMDI(商品名、三井化学(株)製)76.5gに対し、200.0gのポリオール1を、反応容器内の温度を65℃に保持しつつ徐々に滴下した。滴下終了後、温度65℃で2時間反応させた。得られた反応混合物を室温まで冷却し、イソシアネート基含有量3.8質量%のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーであるイソシアネート化合物1を得た。
Figure 0006869792
<Isocyanate compound>
(Isocyanate compound 1)
Under a nitrogen atmosphere, 200.0 g of polyol 1 was gradually added to 76.5 g of cosmonate MDI (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) in the reaction vessel while maintaining the temperature inside the reaction vessel at 65 ° C. Dropped. After completion of the dropping, the reaction was carried out at a temperature of 65 ° C. for 2 hours. The obtained reaction mixture was cooled to room temperature to obtain isocyanate compound 1 which is an isocyanate group-terminated urethane prepolymer having an isocyanate group content of 3.8% by mass.

(イソシアネート化合物2)
ポリオール1をポリオール3に変更した以外はイソシアネート化合物1と同様にして、イソシアネート基含有量3.9質量%のイソシアネート基末端プレポリマーであるイソシアネート化合物2を得た。
(Isocyanate compound 2)
An isocyanate compound 2 which is an isocyanate group-terminated prepolymer having an isocyanate group content of 3.9% by mass was obtained in the same manner as the isocyanate compound 1 except that the polyol 1 was changed to the polyol 3.

<イオン導電剤>
前記式(3)で示されるイオン導電剤をイオン導電剤1、前記式(10)で示されるイオン導電剤をイオン導電剤2とした。
<Ion conductive agent>
The ionic conductive agent represented by the formula (3) was designated as the ionic conductive agent 1, and the ionic conductive agent represented by the formula (10) was designated as the ionic conductive agent 2.

<コート済みカーボンブラック1〜27の調製>
以下の各材料を容器内で配合した。
・カーボンブラック1・・・・・・・・・・・・100g
・シラン化合物1・・・・・・・・・・・・・・・・1g
・メチルエチルケトン(溶剤)・・・・・・・1000g
これを粒径1.5mmのガラスビーズを80質量%充填したサンドミルで周速4m/sで1時間分散した。得られたスラリーをろ過してメチルエチルケトンを流して洗浄後、100℃で2時間乾燥して、シラン化合物1によるコート済みカーボンブラック(以降、「コート済みカーボンブラック1」と称する)を得た。コート済みカーボンブラック1の80gを、1000mlのエタノールが入ったビーカー(容量2000ml)に入れ、直径6cmの撹拌羽根で撹拌した(200回転/分、1時間)。その後、コート済みカーボンブラック1をろ別し、100℃で2時間乾燥させた後、ATR法IR測定によってコート済みカーボンブラック1の表面における、シラン化合物に由来する−N−H結合を示すピークが有ることを確認した。このことにより、シラン化合物1の3個のメトキシ基由来の水酸基の少なくとも1つが、カーボンブラック1の表面官能基と反応して結合したことを確認した。
<Preparation of coated carbon black 1-27>
The following materials were blended in a container.
・ Carbon black 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 100g
・ Silane compound 1 ・ ・ ・ ・ ・ 1g
・ Methyl ethyl ketone (solvent) ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1000g
This was dispersed in a sand mill filled with 80% by mass of glass beads having a particle size of 1.5 mm at a peripheral speed of 4 m / s for 1 hour. The obtained slurry was filtered, washed with methyl ethyl ketone, washed, and dried at 100 ° C. for 2 hours to obtain coated carbon black (hereinafter referred to as "coated carbon black 1") with silane compound 1. 80 g of coated carbon black 1 was placed in a beaker (capacity 2000 ml) containing 1000 ml of ethanol and stirred with a stirring blade having a diameter of 6 cm (200 rpm, 1 hour). Then, the coated carbon black 1 was filtered off, dried at 100 ° C. for 2 hours, and then the peak showing the −NH bond derived from the silane compound was found on the surface of the coated carbon black 1 by the IR measurement by the ATR method. I confirmed that it exists. From this, it was confirmed that at least one of the hydroxyl groups derived from the three methoxy groups of the silane compound 1 reacted with the surface functional group of the carbon black 1 and was bonded.

カーボンブラックとシラン化合物の種類および配合量を下記表3の組み合わせとした以外は、コート済みカーボンブラック1と同様の操作で、コート済みカーボンブラック2〜27を製造した。各々のコート済みカーボンブラックについて、上記コート済みカーボンブラック1と同様にして、シラン化合物との結合の有無を確認した。そして、撹拌処理後のコート済みカーボンブラックの表面にシラン化合物由来の結合の存在を示すピークが確認できた場合は、「結合有り」、確認できなかった場合は、「結合無し」と判断した。 Coated carbon blacks 2 to 27 were produced in the same manner as in coated carbon black 1 except that the types and amounts of carbon black and silane compounds were combined in Table 3 below. For each coated carbon black, the presence or absence of bonding with the silane compound was confirmed in the same manner as in the above-mentioned coated carbon black 1. Then, when a peak indicating the presence of a bond derived from the silane compound was confirmed on the surface of the coated carbon black after the stirring treatment, it was determined to be "bonded", and when it could not be confirmed, it was determined to be "no bond".

Figure 0006869792
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<導電性基体、弾性層>
外径6mm、全長270mmの円柱形状の快削鋼の表面に、厚さ6μmの工業ニッケルメッキを施して導電性基体を作製した。該導電性基体にシリコーンと金属とを接着するための接着剤(商品名:DY39−012、東レダウコーニングシリコーン(株)製)を3μmの厚さで塗工した。これを150℃で30分焼成した後、室温まで冷却し、接着剤塗布済み導電性基体を得た。次に、該接着剤塗布済み導電性基体を内径10mmの円筒状金型内に、該円筒状金型と同心となるように設置した。次いで、該円筒状金型内に、弾性層の材料として液状導電性シリコーンゴム(商品名:DY35−2059N、東レダウコーニングシリコーン(株)製、ASKER−C硬度40度、体積抵抗率1×10Ω・cm)を注型した。その後、温度130℃のオーブンに入れて20分間加熱成型し、脱型し、厚さ2mmの弾性層を導電性基体の周囲に形成した。
<Conductive substrate, elastic layer>
A conductive substrate was prepared by subjecting the surface of a cylindrical free-cutting steel having an outer diameter of 6 mm and a total length of 270 mm to industrial nickel plating having a thickness of 6 μm. An adhesive (trade name: DY39-012, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) for adhering silicone and metal to the conductive substrate was applied to a thickness of 3 μm. This was fired at 150 ° C. for 30 minutes and then cooled to room temperature to obtain an adhesive-coated conductive substrate. Next, the adhesive-coated conductive substrate was placed in a cylindrical mold having an inner diameter of 10 mm so as to be concentric with the cylindrical mold. Next, in the cylindrical mold, liquid conductive silicone rubber (trade name: DY35-2059N, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., ASKER-C hardness 40 degrees, volume resistivity 1 × 10) was used as the material of the elastic layer. 5 Ω · cm) was cast. Then, it was placed in an oven at a temperature of 130 ° C., heat-molded for 20 minutes, demolded, and an elastic layer having a thickness of 2 mm was formed around the conductive substrate.

<樹脂粒子>
導電性部材の表面を粗面化するため、ウレタン樹脂粒子(商品名:C600透明、直径10μm、根上工業株式会社製)を使用した。
<Resin particles>
Urethane resin particles (trade name: C600 transparent, diameter 10 μm, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.) were used to roughen the surface of the conductive member.

〔実施例1〕
以下の各材料を450mlのマヨネーズビン内で配合した。
・コート済みカーボンブラック1・・・・・・・・2.0g
・ポリオール1・・・・・・・・・・・・・・・・・20g
・イソシアネート化合物1・・・・・・・・・・・・45g
・イオン導電剤1・・・・・・・・・・・・・・0.10g
・樹脂粒子・・・・・・・・・・・・・・・・・・2.0g
・メチルエチルケトン・・・・・・・・・・・・・150g
・粒径0.5mmのジルコニアビーズ・・・・・・200g
これをペイントシェーカで4時間分散した後、#200のナイロンメッシュでろ過し、導電性表面層用塗料を得た。該弾性層が形成された該導電性基体に対して該導電性表面層用塗料を垂直に浸漬塗工した。平均塗工速度は500mm/分であった。常温下で5分間風乾した後、150℃のオーブンで1時間30分乾燥/焼成した。その後、あらかじめ5mmの切り代を設けていた弾性層と導電性表面層の端部を切り落として、導電性部材を得た。
[Example 1]
Each of the following ingredients was blended in a 450 ml mayonnaise bottle.
・ Coated carbon black 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2.0g
・ Polyol 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 20g
・ Isocyanate compound 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 45g
・ Ion conductive agent 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 0.10g
・ Resin particles ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2.0g
・ Methyl ethyl ketone ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 150g
・ Zirconia beads with a particle size of 0.5 mm ・ ・ ・ ・ ・ ・ 200 g
This was dispersed with a paint shaker for 4 hours and then filtered through a # 200 nylon mesh to obtain a paint for a conductive surface layer. The coating material for the conductive surface layer was vertically immersed and coated on the conductive substrate on which the elastic layer was formed. The average coating speed was 500 mm / min. After air-drying at room temperature for 5 minutes, it was dried / baked in an oven at 150 ° C. for 1 hour and 30 minutes. Then, the ends of the elastic layer and the conductive surface layer, which had been provided with a cutting allowance of 5 mm in advance, were cut off to obtain a conductive member.

<評価>
(導電性表面層用塗料塗膜の体積抵抗率)
前述した方法により、導電性表面層用塗料塗膜の体積抵抗率を測定した。結果を表5に示す。
<Evaluation>
(Volume resistivity of paint film for conductive surface layer)
The volume resistivity of the coating film for the conductive surface layer was measured by the method described above. The results are shown in Table 5.

(導電性部材の表面粗度Ra)
導電性部材の表面粗度Raは、接触式表面粗度計(商品名:サーフコーダ SE3500、(株)小坂研究所製)により測定した。測定は先端半径2μmで頂角90度のダイヤモンド接触針を用い、JIS B0601−1982に則り、測定長4mm、測定速度0.1mm/s、カットオフ値0.8mm、予備長さ1倍、フィルタ2CRの条件で行った。測定値の算出方法としては、導電性部材の軸方向3か所×周方向2か所の合計6か所を測定し、各測定の測定値を平均した平均値を導電性部材の表面粗度Raの値とした。結果を表5に示す。
(Surface roughness Ra of conductive member)
The surface roughness Ra of the conductive member was measured by a contact type surface roughness meter (trade name: Surfcoder SE3500, manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.). The measurement uses a diamond contact needle with a tip radius of 2 μm and an apex angle of 90 degrees, and according to JIS B0601-1982, the measurement length is 4 mm, the measurement speed is 0.1 mm / s, the cutoff value is 0.8 mm, the preliminary length is 1 times, and the filter is used. It was performed under the condition of 2CR. As a method of calculating the measured value, a total of 6 points are measured at 3 points in the axial direction and 2 points in the circumferential direction of the conductive member, and the average value obtained by averaging the measured values of each measurement is the surface roughness of the conductive member. The value was Ra. The results are shown in Table 5.

(導電性部材の電気抵抗)
初めに、得られた導電性部材についてN/N環境に12時間放置後、前述した導電性部材の電気抵抗の測定方法に則り電気抵抗を測定した。次に、電子写真装置としてのレーザプリンタに該導電性部材を現像ローラとして装着した。そしてこのレーザプリンタを用いて画像出力した。現像電圧として−350Vを該現像ローラに印加した。画像パターンとしては、ハーフトーン画像(感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描くような画像)とベタ白画像を用いた。ハーフトーン画像の濃度をX−rite濃度計により測定した。また、ベタ白画像のかぶりをPHOTOBOLTかぶり計により測定した。
(Electrical resistance of conductive members)
First, the obtained conductive member was left in an N / N environment for 12 hours, and then the electrical resistance was measured according to the method for measuring the electrical resistance of the conductive member described above. Next, the conductive member was mounted as a developing roller on a laser printer as an electrophotographic apparatus. Then, an image was output using this laser printer. A developing voltage of −350 V was applied to the developing roller. As the image pattern, a halftone image (an image in which a horizontal line having a width of 1 dot and an interval of 2 dots is drawn in the direction perpendicular to the rotation direction of the photoconductor) and a solid white image were used. The density of the halftone image was measured with an X-rite densitometer. Moreover, the fog of the solid white image was measured by the PHOTOBOLT fog meter.

次に、該レーザプリンタを用いて、幅2ドット、間隔98ドットの横線を繰り返し描画するパターンを連続して1万5千枚出力した。その後、該導電性部材をレーザプリンタから取り出し、高圧水洗浄機で高圧のイオン交換水を噴射して洗浄し、高圧乾燥空気を吹き付けて水切りした。 Next, using the laser printer, 15,000 consecutive patterns for repeatedly drawing horizontal lines having a width of 2 dots and an interval of 98 dots were output. Then, the conductive member was taken out from the laser printer, washed by injecting high-pressure ion-exchanged water with a high-pressure water washer, and drained by blowing high-pressure dry air.

次に、水切りした導電性部材を再びレーザプリンタに装着し、該レーザプリンタを用いて、幅2ドット、間隔98ドットの横線を繰り返し描画するパターンを連続して1万5千枚出力した。その後、同環境下でハーフトーン画像とベタ白画像を出力し、ハーフトーン画像の濃度とベタ白画像のかぶりを測定した。次に再度該導電性部材をレーザプリンタから取り出し、高圧水洗浄機で高圧のイオン交換水を噴射して洗浄し、高圧乾燥空気を吹き付けて水切りした。水切りした導電性部材を再びN/N環境に12時間放置した後、前述した導電性部材の電気抵抗の測定方法に則り電気抵抗を測定した。初期から耐久後において電気抵抗の上昇率が小さい程良好である。結果を表5に示す。 Next, the drained conductive member was attached to the laser printer again, and the laser printer was used to continuously output 15,000 patterns for repeatedly drawing horizontal lines having a width of 2 dots and an interval of 98 dots. Then, under the same environment, a halftone image and a solid white image were output, and the density of the halftone image and the fog of the solid white image were measured. Next, the conductive member was taken out from the laser printer again, washed by injecting high-pressure ion-exchanged water with a high-pressure water washer, and drained by blowing high-pressure dry air. After the drained conductive member was left in the N / N environment again for 12 hours, the electric resistance was measured according to the above-mentioned method for measuring the electric resistance of the conductive member. The smaller the rate of increase in electrical resistance from the initial stage to the end of durability, the better. The results are shown in Table 5.

(ハーフトーン画像濃度)
画像評価として、前述した耐久を行って最後の画出しを行った時に通電劣化による画像劣化が抑制されているかどうかを確認した。ハーフトーン画像濃度に関しては、前記初期の値と前記耐久後の値との差が実用において重要である。初期の値と耐久後の値との差が0.05以下の場合、非常に良好である。該差が0.05を超えて0.09以下の場合、良好である。該差が0.09を超えて0.12以下の場合、濃度変化が認識されるが普通に画像を出力する場合には気にならず、実用上問題ない。該差が0.12を超える場合、実用には適さない程度に濃度変化が大きい。結果を表5に示す。
(Halftone image density)
As an image evaluation, it was confirmed whether or not the image deterioration due to the energization deterioration was suppressed when the above-mentioned durability was performed and the final image was drawn. Regarding the halftone image density, the difference between the initial value and the endurance value is important in practical use. When the difference between the initial value and the value after durability is 0.05 or less, it is very good. When the difference is more than 0.05 and 0.09 or less, it is good. When the difference exceeds 0.09 and is 0.12 or less, the density change is recognized, but it does not matter when the image is output normally, and there is no problem in practical use. When the difference exceeds 0.12, the concentration change is so large that it is not suitable for practical use. The results are shown in Table 5.

(ベタ白画像のかぶり)
ベタ白画像のかぶりに関してはその割合が小さい方が好ましい。耐久後の割合が2.0%以下である場合、非常に良好である。該割合が2.0%を超えて2.5%以下である場合、良好で実用上は気にならない。該割合が2.5%を超えて4.0%以下である場合、注意深く画像を見ると分かるが実用の範囲内である。該割合が4.0%を超える場合、かぶりが実用に適さない程度に大きい。結果を表5に示す。
(Cover of solid white image)
As for the fog of the solid white image, it is preferable that the ratio is small. When the ratio after durability is 2.0% or less, it is very good. When the ratio exceeds 2.0% and is 2.5% or less, it is good and does not matter in practical use. When the ratio is more than 2.5% and 4.0% or less, it is within the practical range as can be seen by carefully observing the image. When the ratio exceeds 4.0%, the fog is so large that it is not suitable for practical use. The results are shown in Table 5.

〔実施例2から実施例14、比較例1から比較例9〕
実施例1におけるコート済みカーボンブラックの種類を下記表4のように変更した以外は、実施例1と同様に導電性部材を作製し、評価した。結果を表5に示す。
[Examples 2 to 14, Comparative Examples 1 to 9]
A conductive member was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the type of coated carbon black in Example 1 was changed as shown in Table 4 below. The results are shown in Table 5.

Figure 0006869792
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実施例1から実施例14の導電性部材では、いずれもハーフトーン画像濃度の増加量が0.12以下であり、実用上問題なかった。また、耐久後のベタ白画像のかぶりの値も2.5%以下であり、実用上問題なかった。導電性部材の抵抗上昇が2桁以下であったため、耐久による抵抗上昇の抑制が画像品質の維持に貢献したと考えられる。抵抗上昇が抑制された理由として、カーボンブラック表面に結合したシラン化合物と、バインダであるウレタン樹脂とが結合して前記式(1)で示される基を形成し、電子導電性とイオン導電性の両方を維持して通電劣化を抑制したと考えられる。実施例1から実施例14で使用したシラン化合物はいずれも前記式(1)で示される基を形成する反応基を有しているため、式(1)で示される基を形成することができた。これに対して比較例1から比較例9の導電性部材はいずれもハーフトーン画像濃度の増加量が0.12を超えており、また耐久後のベタ白画像のかぶりの値も4%を超えており、実用に耐えなかった。これは、カーボンブラックとシラン化合物との結合がATR法IRで測定出来ない程に少なく、カーボンブラックとバインダであるウレタン樹脂とが前記式(1)で示される基で結合していないためと考えられる。すなわち、導電性表面層中のウレタン樹脂の中で繰り返し応力と通電を受けてカーボンブラックが移動し、電子導電機構が崩れ、またイオン導電剤の分極を抑制する基も無く、イオン導電剤が分極してしまったためと考えられる。 In each of the conductive members of Examples 1 to 14, the amount of increase in the halftone image density was 0.12 or less, and there was no problem in practical use. In addition, the fog value of the solid white image after durability was 2.5% or less, and there was no problem in practical use. Since the resistance increase of the conductive member was less than two orders of magnitude, it is considered that the suppression of the resistance increase due to durability contributed to the maintenance of image quality. The reason why the increase in resistance is suppressed is that the silane compound bonded to the surface of carbon black and the urethane resin which is a binder are bonded to form a group represented by the above formula (1), which is electronically conductive and ionic conductive. It is considered that both were maintained to suppress the deterioration of energization. Since all of the silane compounds used in Examples 1 to 14 have a reactive group that forms the group represented by the formula (1), the group represented by the formula (1) can be formed. It was. On the other hand, in each of the conductive members of Comparative Examples 1 to 9, the increase amount of the halftone image density exceeds 0.12, and the fog value of the solid white image after durability also exceeds 4%. It did not endure practical use. It is considered that this is because the bond between the carbon black and the silane compound is so small that it cannot be measured by the ATR method IR, and the carbon black and the urethane resin which is the binder are not bonded by the group represented by the above formula (1). Be done. That is, carbon black moves in the urethane resin in the conductive surface layer under repeated stress and energization, the electron conductive mechanism is disrupted, and there is no group that suppresses the polarization of the ionic conductive agent, so that the ionic conductive agent is polarized. It is probable that it has been done.

〔実施例15から実施例25〕
実施例1におけるコート済みカーボンブラック、ポリオール、イソシアネート化合物およびイオン導電剤の種類を下記表6のように変更した以外は、実施例1と同様に導電性部材を作製し、評価した。結果を表7に示す。
[Examples 15 to 25]
A conductive member was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the types of coated carbon black, polyol, isocyanate compound and ionic conductive agent in Example 1 were changed as shown in Table 6 below. The results are shown in Table 7.

Figure 0006869792
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実施例15から実施例25の導電性部材では、いずれもハーフトーン画像濃度の増加量が0.05以下であり、非常に良好であった。また、耐久後のベタ白画像のかぶりの値も2.5%以下であり、実用上問題なかった。導電性部材の抵抗上昇が2桁以下であったため、耐久による抵抗上昇の抑制が画像品質の維持に貢献したと考えられる。抵抗上昇が抑制された理由として、カーボンブラック表面に結合したシラン化合物と、バインダであるウレタン樹脂とが結合して前記式(1)で示される基を形成し、電子導電性とイオン導電性の両方を維持して通電劣化を抑制したと考えられる。実施例15から実施例25の導電性部材の検討では、ポリオールやイソシアネート化合物、イオン導電剤の種類を変更したが、前記式(1)で示される基が形成されたため、いずれも良好な性能を示した。
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In each of the conductive members of Examples 15 to 25, the amount of increase in the halftone image density was 0.05 or less, which was very good. In addition, the fog value of the solid white image after durability was 2.5% or less, and there was no problem in practical use. Since the resistance increase of the conductive member was less than two orders of magnitude, it is considered that the suppression of the resistance increase due to durability contributed to the maintenance of image quality. The reason why the increase in resistance is suppressed is that the silane compound bonded to the surface of carbon black and the urethane resin which is a binder are bonded to form a group represented by the above formula (1), which is electronically conductive and ionic conductive. It is considered that both were maintained to suppress the deterioration of energization. In the examination of the conductive members of Examples 15 to 25, the types of the polyol, the isocyanate compound, and the ionic conductive agent were changed, but since the group represented by the above formula (1) was formed, all of them had good performance. Indicated.

〔実施例26〕
以下の各材料を450mlのマヨネーズビン内で配合した。
・カーボンブラック1・・・・・・・・・・・・・2.0g
・ポリオール1・・・・・・・・・・・・・・・・・20g
・イソシアネート化合物1・・・・・・・・・・・・45g
・イオン導電剤1・・・・・・・・・・・・・・0.10g
・樹脂粒子・・・・・・・・・・・・・・・・・・2.0g
・シラン化合物1・・・・・・・・・・・・・・0.02g
・メチルエチルケトン・・・・・・・・・・・・・150g
・粒径0.5mmのジルコニアビーズ・・・・・・200g
これをペイントシェーカで4時間分散した後、#200のナイロンメッシュでろ過し、導電性表面層用塗料を得た。これを実施例1と同様に塗工し、乾燥した後に切断することで、導電性部材を得た。該導電性部材について、実施例1と同様に評価した。結果を表12に示す。
[Example 26]
Each of the following ingredients was blended in a 450 ml mayonnaise bottle.
・ Carbon black 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2.0g
・ Polyol 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ 20g
・ Isocyanate compound 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 45g
・ Ion conductive agent 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 0.10g
・ Resin particles ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 2.0g
・ Silane compound 1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 0.02g
・ Methyl ethyl ketone ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 150g
・ Zirconia beads with a particle size of 0.5 mm ・ ・ ・ ・ ・ ・ 200 g
This was dispersed with a paint shaker for 4 hours and then filtered through a # 200 nylon mesh to obtain a paint for a conductive surface layer. This was applied in the same manner as in Example 1, dried, and then cut to obtain a conductive member. The conductive member was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 12.

〔実施例27から実施例31〕
実施例26におけるカーボンブラックおよびシラン化合物の種類を下記表8のように変更した以外は、実施例26と同様に導電性部材を作製し、評価した。結果を表12に示す。
[Examples 27 to 31]
A conductive member was prepared and evaluated in the same manner as in Example 26, except that the types of carbon black and silane compounds in Example 26 were changed as shown in Table 8 below. The results are shown in Table 12.

〔比較例10から比較例12〕
シラン化合物として下記表9および下記表10に示される化合物を用いた以外は、コート済みカーボンブラック1と同様の操作でコート済みカーボンブラック28から30を得た。実施例1におけるコート済みカーボンブラックの種類を下記表11のように変更した以外は、実施例1と同様に導電性部材を作製し、評価した。結果を表12に示す。
[Comparative Example 10 to Comparative Example 12]
Coated carbon black 28 to 30 was obtained in the same manner as in coated carbon black 1 except that the compounds shown in Table 9 and Table 10 below were used as the silane compound. A conductive member was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the type of coated carbon black in Example 1 was changed as shown in Table 11 below. The results are shown in Table 12.

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実施例26から実施例31の導電性部材では、いずれもハーフトーン画像濃度の増加量が0.12以下であり、実用上問題なかった。また、耐久後のベタ白画像のかぶりの値も4.0%以下であり、実用の範囲内であった。導電性部材の抵抗上昇が2桁以下であったため、耐久による抵抗上昇の抑制が画像品質の維持に貢献したと考えられる。抵抗上昇が抑制された理由として、カーボンブラック表面に結合したシラン化合物と、バインダであるウレタン樹脂とが結合して前記式(1)で示される基を形成し、電子導電性とイオン導電性の両方を維持して通電劣化を抑制したと考えられる。実施例26から実施例31においては、カーボンブラックに対してシラン化合物をあらかじめ反応させるのではなく、塗料を分散する時にシラン化合物を一緒に配合し、導電性表面層の形成過程でカーボンブラックとウレタン樹脂とに同時に反応させた。実施例1のようにあらかじめ反応させるよりも反応率は低下すると考えられるが、シラン化合物は導電性表面層の形成過程でカーボンブラックとウレタン樹脂に結合したと考えられる。実施例26から実施例31で使用したシラン化合物は塗料分散時に配合することにより、導電性表面層の形成過程で前記式(1)で示される基を形成したと考えられ、導電性部材の導電率の維持に貢献したと考えられる。これに対して比較例10から比較例12の導電性部材はいずれもハーフトーン画像濃度の増加量が0.12を超えており、また耐久後のベタ白画像のかぶりの値も4%を超えており、実用に耐えなかった。これは、カーボンブラックとシラン化合物とは結合するものの、シラン化合物にウレタン樹脂と結合する部分が無く、導電性表面層の形成過程で前記式(1)で示される基が形成されなかったためと考えられる。カーボンブラックとバインダであるウレタン樹脂とが前記式(1)で示される基で結合していないため、通電劣化を抑制する電子導電機構の維持とイオン導電剤の分極抑制の効果が得られなかったと考えられる。すなわち、導電性表面層中のウレタン樹脂の中で繰り返し応力と通電を受けてカーボンブラックが移動し、電子導電機構が崩れ、またイオン導電剤の分極を抑制する基も無く、イオン導電剤が分極してしまったため、抵抗が大きく上昇したと考えられる。 In each of the conductive members of Examples 26 to 31, the amount of increase in the halftone image density was 0.12 or less, and there was no problem in practical use. In addition, the fog value of the solid white image after durability was 4.0% or less, which was within the practical range. Since the resistance increase of the conductive member was less than two orders of magnitude, it is considered that the suppression of the resistance increase due to durability contributed to the maintenance of image quality. The reason why the increase in resistance is suppressed is that the silane compound bonded to the surface of carbon black and the urethane resin which is a binder are bonded to form a group represented by the above formula (1), which is electronically conductive and ionic conductive. It is considered that both were maintained to suppress the deterioration of energization. In Examples 26 to 31, instead of reacting the silane compound with carbon black in advance, the silane compound is blended together when the coating material is dispersed, and carbon black and urethane are mixed in the process of forming the conductive surface layer. It was reacted with the resin at the same time. It is considered that the reaction rate is lower than that of the reaction in advance as in Example 1, but it is considered that the silane compound was bonded to the carbon black and the urethane resin in the process of forming the conductive surface layer. It is considered that the silane compounds used in Examples 26 to 31 formed the group represented by the above formula (1) in the process of forming the conductive surface layer by blending at the time of coating coating, and the conductivity of the conductive member. It is considered that it contributed to the maintenance of the rate. On the other hand, in each of the conductive members of Comparative Examples 10 to 12, the increase amount of the halftone image density exceeds 0.12, and the fog value of the solid white image after durability also exceeds 4%. It did not endure practical use. It is considered that this is because although the carbon black and the silane compound are bonded, the silane compound has no portion to be bonded to the urethane resin, and the group represented by the above formula (1) is not formed in the process of forming the conductive surface layer. Be done. Since carbon black and urethane resin, which is a binder, are not bonded by the group represented by the above formula (1), the effects of maintaining the electron conductive mechanism for suppressing conduction deterioration and suppressing the polarization of the ionic conductive agent could not be obtained. Conceivable. That is, carbon black moves in the urethane resin in the conductive surface layer under repeated stress and energization, the electron conductive mechanism is disrupted, and there is no group that suppresses the polarization of the ionic conductive agent, so that the ionic conductive agent is polarized. It is probable that the resistance increased significantly because it had been done.

〔実施例32から実施例39〕
実施例1におけるコート済みカーボンブラックとイオン導電剤の種類と配合量を下記表13のように変更した以外は、実施例1と同様に導電性部材を作製し、評価した。結果を表14に示す。
[Examples 32 to 39]
A conductive member was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the types and blending amounts of the coated carbon black and the ionic conductive agent in Example 1 were changed as shown in Table 13 below. The results are shown in Table 14.

Figure 0006869792
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Figure 0006869792
実施例32から35では、シラン化合物によるコート量を変更したコート済みカーボンブラックを用いて評価を行った。実施例36から39では、コート済みカーボンブラックとイオン導電剤の配合量を変更して評価を行った。実施例32から実施例39では、ハーフトーン画像濃度の上昇量、ベタ白画像のかぶり共に実用に足る評価結果が得られた。これらの実施例の導電性部材は前記式(1)で示される基を有するため、各材料の配合量を変更しても実用に足る導電性部材が得られた。
Figure 0006869792
In Examples 32 to 35, evaluation was performed using coated carbon black in which the amount of coating with the silane compound was changed. In Examples 36 to 39, the evaluation was performed by changing the blending amounts of the coated carbon black and the ionic conductive agent. In Examples 32 to 39, practical evaluation results were obtained for both the amount of increase in the halftone image density and the fog of the solid white image. Since the conductive members of these examples have a group represented by the above formula (1), a conductive member sufficient for practical use was obtained even if the blending amount of each material was changed.

1 導電性基体
2 弾性層
3 導電性表面層
1 Conductive substrate 2 Elastic layer 3 Conductive surface layer

Claims (6)

導電性基体と、該導電性基体上の弾性層と、該弾性層上の導電性表面層と、を有する電子写真用導電性部材であって、
該導電性表面層は、
i)ウレタン樹脂と、
ii)カーボンブラックと、
iii)イオン導電剤と、
を含有し、
該ウレタン樹脂は該イオン導電剤と共有結合しておらず、
該カーボンブラックは、下記式(1)で示される構造を介して該ウレタン樹脂と結合していることを特徴とする電子写真用導電性部材:
Figure 0006869792
(式(1)において、Rは炭素数1〜6のアルキレン基を示す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアミノアルキル基又はフェニル基を示す。1−1、*1−2および*1−3は、各々独立に、該カーボンブラックとの結合部位、水素原子との結合部位およびケイ素原子との結合部位のいずれかを示し、1−1、*1−2および*1−3のうちの少なくとも1つは、該カーボンブラックとの結合部位である。2は該ウレタン樹脂との結合部位を示す。)。
An electrophotographic conductive member having a conductive substrate, an elastic layer on the conductive substrate, and a conductive surface layer on the elastic layer.
The conductive surface layer is
i) Urethane resin and
ii) Carbon black and
iii) Ion conductive agent and
Contains,
The urethane resin is not covalently bonded to the ionic conductive agent and is not covalently bonded.
The carbon black is a conductive member for electrophotographic photography, which is bonded to the urethane resin via a structure represented by the following formula (1):
Figure 0006869792
(In the formula (1), R 1 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group. * 1-1, * 1-2, and * 1-3 independently indicate any of the bonding sites with the carbon black, the bonding site with the hydrogen atom, and the bonding site with the silicon atom, * 1 At least one of -1, * 1-2 and * 1-3 is a bonding site with the carbon black. * 2 indicates a bonding site with the urethane resin).
導電性基体と、該導電性基体上の弾性層と、該弾性層上の導電性表面層と、を有する電子写真用導電性部材であって、
該導電性表面層は、
iv)酸性カーボンブラックと、
v)下記式(2)で示される化合物と、
vi)ポリオールと、
vii)イソシアネート化合物と、
viii)該ポリオール及び該イソシアネート化合物とは共有結合しないイオン導電剤と、
を含有する混合物の架橋物を含むことを特徴とする電子写真用導電性部材:
Figure 0006869792
(式(2)において、Rは炭素数1〜6のアルキレン基を示す。Rは水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアミノアルキル基又はフェニル基を示す。Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。)。
An electrophotographic conductive member having a conductive substrate, an elastic layer on the conductive substrate, and a conductive surface layer on the elastic layer.
The conductive surface layer is
iv) Acid carbon black and
v) The compound represented by the following formula (2) and
vi) Polyol and
vii) Isocyanate compound and
viii) An ionic conductive agent that does not covalently bond with the polyol and the isocyanate compound,
An electrophotographic conductive member comprising a crosslinked product of a mixture containing:
Figure 0006869792
(In the formula (2), R 3 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group. . R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
JIS K 5101−17−2:2004に従って測定された、該酸性カーボンブラックのpHの値が4.5以下である請求項2に記載の電子写真用導電性部材。 The electrophotographic conductive member according to claim 2, wherein the pH value of the acidic carbon black is 4.5 or less, which is measured according to JIS K 5101-172: 2004. 該イオン導電剤が下記式(3)で示されるイオン導電剤である請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子写真用導電性部材。
Figure 0006869792
The electrophotographic conductive member according to any one of claims 1 to 3, wherein the ionic conductive agent is an ionic conductive agent represented by the following formula (3).
Figure 0006869792
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子写真用導電性部材を有する電子写真プロセスカートリッジ。 An electrophotographic process cartridge having the electrophotographic conductive member according to any one of claims 1 to 4. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子写真用導電性部材を有する電子写真画像形成装置。 An electrophotographic image forming apparatus having the electrophotographic conductive member according to any one of claims 1 to 4.
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