JPH0250172A

JPH0250172A - 導電性ロール

Info

Publication number: JPH0250172A
Application number: JP63202244A
Authority: JP
Inventors: Kazunobu Hashimoto; 和信橋本; Saburo Hayashi; 三郎林; Ko Ishihara; 石原　興
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1988-08-11
Filing date: 1988-08-11
Publication date: 1990-02-20

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に用いられる導電性ロールに
関するものである。

〔従来の技術］近年、金属に代わるものとして、加工性に冨み軽量でニ
ス１−的にも安価な導電性ポリマーが注目されている。

このような導電性ポリマーは、例えば電子写真複写機の
電子部品である帯電ロール現像ロール等の導電性ロール
に応用可能である。

このような導電性ロールは、通常、第１図に示すように
、金属シャフト１とその外周面に形成された半導電性高
分子層（円筒状スリーブ）２によって構成される単層ロ
ールか、第２図に示すように、金属シャツｌ−１と半導
電性高分子層２との間に樹脂またはゴムの中間層３を有
する２層ロールの構造をとる。しかしながら、従来知ら
れているポリピロール系導電性樹脂組成物は、導電領域
のものであって半導電領域のものではなく、しかも、そ
の大部分のものが上記のような半導電性樹脂組成物に代
わるものとして使用されるには未だ充分な加工性および
電気特性の安定性等を備えていない。例えば、特開昭６
１−２３５４２８号公報には、基体上にピロールモノマ
ーと７トリツクス樹脂とからなる溶液を塗装し、これを
基体ごと触媒が溶解した溶液に浸漬し、触媒を上記ピロ
ールモノマー塗膜内部に導入してピロールを酸化重合さ
せることにより導電性樹脂組成物を得る方法が開示され
ている。また、特開昭６０−２２３８５４号公報には、
熱可塑性樹脂溶液（Ａ）とポリピロール（Ｂ）とが（Ａ
）／　（Ｂ）＝７０／３０〜２０／８０の割合（重量比
）になっている導電性樹脂組成物が開示されている。こ
の組成物は、例えば、熱可塑性樹脂とピロールとの混合
溶液に、パーオキソ酸等の酸素含有酸化剤を触媒として
作用させピロールを重合させることにより製造される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記２種類の方法によって得られる導電
性樹脂組成物は、導電剤として導電ポリマー（ポリピロ
ール）を用いており、それ自体溶剤に対して不溶である
か、あるいは可溶であっても塗布加工が不可能であるた
め、加圧成形等により所定形状に形成することが行われ
ている。したがって、上記導電性樹脂組成物の溶剤溶液
を用い、作業の簡単なディッピングによって軸体の外周
に導電性樹脂製のスリーブを形成することは不可能であ
る。また、この導電性樹脂組成物は硬度が大でかつ脆い
ため、スリーブ状に加圧成形するに際しても、加工性が
悪いという欠点を有している、そのうえ、上記導電製樹
脂組成物は、雰囲気の湿度によって電気特性がかなり変
化するため、電気特性の安定性の点でも問題がある。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、製
法が容易で電気特性の安定した導電性ロールの提供をそ
の目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達するため、この発明の導電性ロールは、
軸体の外周に半導電性高分子層が形成された導電性ロー
ルであって、上記半導電性高分子層が、マトリックス樹
脂とポリピロールとからなる半導電性樹脂組成物であっ
て、上記マトリックス樹脂（Ｘ）とポリピロール（Ｙ）
の重量基準の割合（Ｘ）／　（Ｙ）が７１／２９〜９９
／１でかつ（Ｘ）＋　（Ｙ）　−１００に設定され、脱
触媒処理が施されているものによって形成されていると
いう構成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、上記導電性樹脂組成物が高い
誘電率を有していることに着目し、これを用いて導電性
ロールの外周層を形成しようと着想した。そして、導電
性樹脂組成物自体が有する欠点は新技術の開発で解消す
べく一連の研究を重ねた。その研究の過程で、ポリピロ
ールの使用割合が半導電性樹脂組成物の加工性および電
気特性の安定性に大きな影響を及ぼすことを突き止めた
。そして、このポリピロールの使用割合を中心にさらに
研究を重ねた結果、ポリピロールの使用量を所定の範囲
内で低減させると、得られる樹脂組成物が半導電領域に
なると同時に軟質化し加工性等が大幅に向上することを
突き止めた。しかも、上記樹脂組成物が完全な半導電領
域に入ると同時に、電気特性の環境依存性が大幅に改善
されることを突き止め、このような半導電性樹脂組成物
を用いると優れた特性を有する導電性ロールが得られる
ことを見出しこの発明に到達した。

この発明の導電性ロールの半導電性高分子Ｎ（円筒状ス
リーブ）は、マトリックス樹脂と、ピロールモノマーと
、ピロール重合用の酸化重合触媒とを含む半導電性樹脂
組成物を用いて得られる。

上記マトリックス樹脂としては、例えば、ナイロン６−
ナイロン６６−ナイロン６１〇三元共重合体、Ｎ−メト
キシメチルナイロン、ポリメチルメタクリレートポリ酢
酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビ
ニル、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン三次元
重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリイミド等の熱可塑性樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレ
タン樹脂等の熱硬化性樹脂等があげられる。

上記ピロールモノマーとしては、ピロール自体の他、置
換ピロール、Ｎ−アルキルピロール、Ｎアリールピロー
ル、３および４の炭素位でモノアルキル置換またはジア
ルキル置換されたピロールおよび３および４の炭素位で
モノハロゲン置換またはジハロゲン置換されたピロール
があげられる。この発明においては、ピロールは単独で
もしくは上記ピロールモノマーと他の化合物との混合物
としても使用できる。場合により、他の複素環化合物、
例えばフラン、チオフェンまたはチアゾールを上記ビロ
ールモノマーの一部に代えて用いてもよい。

上記マトリックス樹脂（Ｘ）とポリピロール（Ｙ）との
割合（重量％）は７１／２９〜９９／１の範囲内で（Ｘ
）＋　（Ｙ）＝１００に設定されなければならない。す
なわち、上記範囲を外れると、加工性に優れた導電性樹
脂組成物が得られなくなるからである。したがって、各
原料配合に際し、ビロールモノマーの配合量は上記（Ｘ
）　／　（Ｙ）値を満たすように設定する必要がある。

また、上記ピロール重合用の酸化重合触媒としては、鉄
、アルミニウム、銅、白金等の金属塩化物、過硫酸カリ
ウム、過硫酸ナトリウム等のパーオキソジ硫酸のアルカ
リ塩、重クロム酸カリウム等の酸化剤、過硫酸塩−酸性
亜硫酸ナトリウム過酸化水素−第一鉄塩、クメンヒドロ
ペルオキシド−第一鉄塩、過酸化ベンゾイル−ジメチル
アニリル等のレドックス触媒等があげられる。

上記重合触媒の配合比は、ビロールモノマー１モルに対
して上記重合触媒がＯ７５〜４モルとなるように配合す
ることが好適である。

なお、この発明では、上記のような７トリツクス樹脂、
ビロールモノマー、酸化重合触媒以外にそれらを溶解さ
せるための有機溶剤が用いられる。

上記有機溶媒としては、メタノール、エタノール、２−
プロパツール等のアルコール類、ジメチルエーテル、ジ
エチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の
エーテル類、ジメチルスルホキシド、Ｎ、Ｎ’−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセト
ニ１−リル、エチレンカルボナートおよびギ酸等があげ
られ、単独でもしくは併せて用いられる。

この発明の導電性ロールは、例えば上記各原料を用いて
つぎのようにして製造される。すなわち、まず有機溶剤
にマトリックス樹脂を溶解させこれにビロールを添加し
温度−４０〜０°Ｃ下で撹拌する。つぎに、この溶液に
重合触媒を加え重合させた後、この重合溶液を水中に投
入し重合物を凝集させ反応を停止させる。そして、上記
のようにして得られた樹脂組成物を清浄な流水（常温程
度）に１〜２昼夜浸漬し脱触媒する。さらに、必要な場
合には、第２段階として、常温〜１００°Ｃの適温の清
浄な水で１〜７日間、好ましくは３日間浸漬を続は組成
物表面のｐＨ値が略中性を示す時点で浸漬を終了させ半
導電性樹脂組成物を得る。このようにして脱触媒処理が
施された半導電性樹脂組成物中の酸化重合触媒の残存量
は１０重量％（以下「％」と略す）以下、好ましくは５
％以下に設定される。すなわち、酸化重合触媒の残存量
が１０％を超えると、半導電性樹脂組成物が所定の半導
電領域（１０４〜１０１０Ω・ｃｍ）に入らないばかり
か、電気特性の安定化効果が得られなくなるからである
。通常、上記脱触媒処理、特に第２段階の脱触媒処理を
行うことにより、酸化重合触媒の残存量は上記の範囲内
におさまるようになる。なお、上記以外に電気透析を用
いる方法もある。つぎに、上記半導電性樹脂組成物を溶
剤に溶解して特定粘度の溶液とし、この溶液に金属シャ
フトである芯金を浸漬してデイツプコーティングするこ
とにより、第１図に示すように、上記金属シャフト１を
芯金としその外周に半導電性高分子層２が形成された導
電性ロールを製造することができる。

このようにして得られる導電性ロールは、その外周層の
半導電性高分子Ｎ（円筒状スリーブ）２が、電気特性が
安定で加工性に冨んだ半導電性樹脂組成物で形成されて
いるため、電気特性が安定で雰囲気湿度の大小によって
変化することがない。また、ディッピング等により半導
電性高分子層の形成が可能になるため、製造が極めて簡
単になる。なお、上記導電性ロールの軸体は、中実体で
あってもよいし中空体であってもよい。また、エンドキ
ャップ状に左右に２分割されたものであってもよい。

〔発明の効果］以上のように、この発明の導電性ロールは、マトリック
ス樹脂中にポリピロールが上記特定の割合で均一に含有
されている半導電性樹脂組成物を用いて外周層の半導電
性高分子層を形成しているため、製造が容易で、かつ電
気特性が安定している（環境依存性が小さくなる）。

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〕２！のガラス製フラスコ容器中に、メタノール３２５　
ｍｌに６／６６／６１０三元共重合ナイロン（東し社製
、に−８０）５０ｇを溶解した溶液にピロール８．８３
　ｇを添加し撹拌しながら温度を２０°Ｃに保った。つ
ぎに、この溶液に、ベルオキソジ硫酸すトリウムの２モ
ル水溶液１００ｄを撹拌速度４００　ｒｐｍで撹拌しな
がら約３０分間要して滴下した９ついで、６時間後に上
記重合液を水に投入し凝集させて黒色ゴム状塊を作製し
反応を停止させ、回収後上記重合物である黒色ゴム状塊
をそのままではなく、少しほぐしたりまたは薄（延ばし
て膨潤し易い状態にし、７２時間流水（温度６０°Ｃ）
に浸漬した。つぎに、室温下で２４時間風乾した後、さ
らに温度５０℃で２４時間真空乾燥し黒色塊状物の半導
電性樹脂組成物を得た。

回収率は９８％であった。つぎに、得られた半導電性樹
脂組成物を用い前記の製法にしたがって導電性ロールを
製造した。

〔実施例２〜４〕ピロール重量比（（Ｘ）／　（Ｙ）における（Ｙ）の値
〕を各々８％、１０％、２５％に変えた。

それ以外は実施例１と同様にして導電ロールを製造した
。

〔比較例１〜３〕ピロール重量ピロールを各々８％、１０％、２５％に変
え、かつ脱触媒処理を行わなかった。それ以外は実施例
１と同様にして導電性ロールを製造した。

［比較例４〜６］ピロール重量比を各々５０％、６０％、７０％に変え、
かつ脱触媒処理を行わなかった。それ以外は実施例１と
同様にして合成を行ったが、生成物はメタノールに溶解
せず、塗布加工できなかった。

上記のようにして得られた導電性ロールの体積抵抗率を
測定（測定条件：高温高湿（３０°Ｃ×８５［１％）＜
Ｒ□〉、低温低湿（１０°ＣＸ２３ＲＨ％）　＜　ＲＬ
Ｌ　＞　）　シ、環境依存性に対する影響を調べた。結
果を下記の表に示す。

第２図は他の導電性ロールの構成を示す縦断面図である
。

１゛・・金属シダフト　２・・・羊↓電ノ障島す１層　
８・・・中間層特許出願人　　東海ゴム工業株式会社代理人　　弁理士　　西　藤　征　彦 ※　変動幅はｌ　Ｏｇ　（ＲＨ１４／　ＲＬＬ）で求め
た。

上記の結果より、実施別品はいずれも比較別品に比べて
体積抵抗率の変動幅が小さい。したがって、電気特性が
安定しており環境依存性が小さい。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸体の外周に半導電性高分子層が形成された導電
性ロールであつて、上記半導電性高分子層が、マトリッ
クス樹脂とポリピロールとからなる半導電性樹脂組成物
であつて、上記マトリックス樹脂（Ｘ）とポリピロール
（Ｙ）の重量基準の割合（Ｘ）／（Ｙ）が７１／２９〜
９９／１でかつ（Ｘ）＋（Ｙ）＝１００に設定され、脱
触媒処理が施されているものによつて形成されているこ
とを特徴とする導電性ロール。