JPH02199163A - 半導電性高分子組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子写真複写機の導電性ロールやフィルム
製造装置の帯電防止用ロールに使用される半導電性高分
子組成物に関するものである。

〔従来の技術〕

電子写真複写機の導電性ロールやフィルム製造装置のフ
ィルム搬送ロール等の表面は、通常、所定の電気抵抗レ
ベル（１０１〜１０１！Ω・ｃｉｌ、特に好ましくは１
０’〜１０′＠Ω・Ｃ重）を備えた半導電性弾性体層に
よって形成されている。このような半導電性弾性体層を
構成する半導電性高分子組成物としては、従来から、ゴ
ムや樹脂を７トリツクスとし、この中に、■カーボン、
金属粉等の導電性粒子を分散含有させたもの、■界面活
性剤を主成分とする帯電防止剤を練り込んだもの、■テ
トラブトキシホスフェート（ＴＢＸＰ）等のような高誘
電性の液体を練り込んだもの等が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記■の導電性粒子分散型の組成物は、温度。

湿度等の環境変化に対しては安定的であるが、マトリッ
クス中に分散された導電性粒子同士が接触して導電性を
発現するため、必ずしも均一な粒子間接触が得られず、
適正な電気抵抗レベルのものが得られにくいという難点
を有する。しかも、成形後に加圧を受けた場合にも粒子
間接触の程度が変化して電気抵抗が変化するため、使用
時に電気抵抗レベルが不安定になりやすいという問題も
ある。

また、■の帯電防止剤練り込み型の組成物は、帯電防止
剤による電荷の流れが、系に存在する水分量によって左
右されるため、一定の水分存在下で低い電気抵抗値を得
ることができず、しかも低湿度の環境下では抵抗値の上
昇が大きいという難点を有する。

さらに、■の高誘電性液体練り込み型の組成物も、上記
■の場合と同様、抵抗値が水分に左右されやすいという
難点を有するとともに、低い電気抵抗値を得ようとすれ
ば多量に上記液体を添加しなければならず、この液体が
組成物成形品の表面に移行して経時的に滲み出てくるた
め、組成物成形品と接触する対象物を汚染するという難
点を有する。

このように、従来の半導電性組成物は、いずれも電気抵
抗レベルが不安定なもので、しかも、ものによっては導
電性物質の滲み出しによる表面汚染が問題となるため、
高品質の半導電性製品が得られないのが実情である。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、湿
度や加圧等に左右されない安定した電気抵抗レベルを有
し、しかも導電性物質による表面汚染の心配のない半導
電性高分子組成物の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の半導電性高分子
組成物は、繰り返し単位中にエーテル結合を有する高分
子化合物をマトリックスとし、このマトリックス成分１
００重量部に対し過塩素酸塩が０．１〜５０重量部含有
されているという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、導電性物質としてイオン解離
物質を利用した半導電性高分子組成物であって、湿度等
に左右されない安定的なものを得るには、低湿下でも充
分にイオン解離がなされるような系をつくらなければな
らないと着想した。

そして、このような系を実現するために、一連の研究を
重ねた結果、繰り返し単位中にエーテル結合を有する高
分子化合物（ゴム、樹脂、これらの混合物を含む）をマ
トリックスとし、このマトリックス中に過塩素酸塩を特
定量だけ配合するようにすると、上記マトリックス中の
エーテル結合を構成する酸素原子の非共有電子対（ロー
ンペア）が過塩素酸塩に作用して、過塩素酸塩をプラス
の金属イオンとマイナスの過塩素酸イオンとに解離させ
るためか、水分の介在なしにイオン物質が形成されるこ
とを見いだし、この発明に到達した。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

この発明の半導電性高分子組成物のマトリックス成分と
しては、繰り返し単位中にエーテル結合を有する高分子
化合物が用いられる。上記高分子化合物としては、ポリ
エチレンオキサイド、ポリプロピオンオキサイド、エピ
クロルヒドリンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオ
キサイド共重合ゴム、ウレタン樹脂、ナイロン−ウレタ
ン共重合樹脂等があげられ、これらは単独で用いても２
種以上を併用してもよい。なお、これらのうち、特にナ
イロン−ウレタン共重合樹脂（ナイロン／ウレタンが重
量基準で９０／１０〜５０１５０のもの）が好適である
。

また、上記マトリックス中に分散させる過塩素酸塩とし
ては、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム等があげ
られ、これらも単独で用いても２種以上を併用してもよ
い。これらの過塩素酸塩は下記の一般式で示される。

Ｍ−ＣＩＯ，ＣＭは金属原子〕 この発明の半導電性高分子組成物は、上記過塩素酸塩と
前記マトリックス成分とを充分に練って混合することに
よって得られる。あるいは、過塩素酸塩とマトリックス
成分の共通溶媒に両者を溶かしてから溶媒を飛ばすよう
にしてもよい。このように共通溶媒を用いた方が、より
均一に過塩素酸塩が分散した組成物が得られ、電気抵抗
レベルにばらつきのない成形品をつくることができるこ
のようにしで得られた半導電性高分子組成物は、組成物
中において、過塩素酸塩の金属原子Ｍと、前記マトリッ
クス成分のエーテル結合を構成する酸素原子とが配位結
合して下記のように錯イオンを形成する。

（余　　　白　　） 、〜０υ へ０へ７ このような錯イオンが形成されるのは、上記エーテル結
合を構成する酸素原子の非共有電子対（上記式参照）が
金属原子Ｍに作用すると考えられる。

このように、この発明の半導電性高分子組成物は、水分
の介在なしにイオン解離が行われるので、低湿環境下に
置かれても、電気抵抗値の上昇が少ない。また、錯イオ
ンの形成によって過塩素酸イオンおよび金属イオンがマ
トリックス成分中に分散した状態で固定されるため、イ
オン成分の移行が生じず、この組成物からなる成形品の
表面を汚染するようなことがない。したがって、この半
導電性高分子組成物は、汚染されてはいけないものう接
触させるような部品、例えば電子写真複写機に使用され
る半導電性ロール（帯電ロール、トナー搬送ロール、転
写ロール等）の表面層の形成材料として好適である。

なお、この発明において、過塩素酸塩は、前記マトリッ
クス成分１００重量部（以下「部」という）に対し０．
１〜５０部の範囲内で配合することが必要である。すな
わち、０．１部よりも少ないと実質的に抵抗低下に効果
がなくマトリックス成分と同等の抵抗となり、５０部を
超えると脆くなり耐久性に問題が生じるからである。

つぎに、実施例について、比較例と併せて説明する。

〔実施例１〜１０、比較例１〜７〕 下記の表に従い、各原料を下記の割合で配合し、各種の
高分子組成物を得た。そして、この組成物を押し出し成
形して、厚み０．５ｍ、外径１７Ｍのチューブを作製し
た。ただし、組成物のマトリックスがゴムの場合には、
常法に従い加熱加硫を施した。一方、エチレン−プロピ
レン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）に導電性カーボンブラッ
ク（商品名ケッチエンブラック酸Ｅ　−Ｃ，日本イー・
シー社製）を配合した導電性ゴム組成物（硬度４０゜体
積固有抵抗１０’Ω・ｃｍ）を直径１０鵬の金属シャフ
ト外周上に押し出し成形し、加硫後研摩して３皿厚の導
電性弾性層を備えたロールを形成した。そして、第１図
に示すように、このロール１の導電性弾性層２の外周に
、前記高分子組成物製チューブ３を被せて、第２図に示
すような構造のロールを得た。図において、４は金属シ
ャフトである。

上記ロールを用い、温度および湿度の異なる環境下に一
夜以上放置した場合の電気抵抗を測定した。また、ロー
ル内における電気抵抗のばらつきを評価するために、チ
ューブ３の外表面の５個所に銀ペーストで１０ｍｍ四方
の電極を描き（ガード電極付）、金属シャフト４と上記
電極との抵抗を測定した。さらに、下記の方法に従って
耐電圧性、汚染性および耐久性を調べた。

〈耐電圧性〉 金属ロール（外径３０間）に上記ロールを一定荷重で密
着回転させ、上記ロールと金属ロール間に直流電圧を印
加し、火花放電の発生する電圧を調べた。

〈汚染性〉 上記ロールを、市販の電子写真複写機の有機感光体に一
定荷重で押しつけ、３２’ＣＸ８５％Ｒ１１の雰囲気下
に７２時間放置して感光体表面の状態を観察し、汚染の
有無を調べた。

〈耐久性〉 金属ロール（外径３０ｍｍ）に上記ロールを一定荷重で
押しつけ、６０ｒｐｍの回転数で１部万回の耐久試験を
行った。

これらの結果を下記の表に併せて示す。

（以下余白） 上記の結果から、実施例品はいずれも電気抵抗値が環境
に殆ど左右されないことがわかる。しかもロール内での
抵抗のばらつきが小さい。また、耐電圧性、汚染性およ
び耐久性のいずれの性能も良好である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の半導電性高分子組成物は、マ
トリックスとして繰り返し単位中にエーテル結合を有す
る特殊な高分子を用い、このマトリ・ンクス中に導電性
物質として過塩素酸塩を含有させるようにしているため
、過塩素酸塩が、エーテル結合を構成する酸素原子と錯
イオンを形成してイオン解離する。このため、水分が介
在することなく組成物に均一な導電性が付与されること
になる。そして、導電性物質の滲み出しがなく表面汚染
がないとともに、耐電圧性および耐久性にも優れる。し
たがって、この半導電性高分子組成物を用いて、電子写
真複写機の帯電ロール、現像ロール、トナー搬送ロール
、転写ロール等の表面層を形成した場合、環境に左右さ
れず、常時、優れた画質の複写画像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導電性高分子組成物を用いて実際
にロールを作製した際の手順を示す斜視図、第２図は得
られたロールの構成を示す縦断面図である。 ３・・・半導電性高分子組成物製チューブ特許出願人　
東海ゴム工業株式会社 代理人　　弁理士　西　寝　征　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）繰り返し単位中にエーテル結合を有する高分子化
   合物をマトリックスとし、このマトリックス成分１００
   重量部に対し過塩素酸塩が０．１〜５０重量部含有され
   ていることを特徴とする半導電性高分子組成物。