JPH08219143A - Electric conductive roll - Google Patents
Electric conductive rollInfo
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- JPH08219143A JPH08219143A JP4640395A JP4640395A JPH08219143A JP H08219143 A JPH08219143 A JP H08219143A JP 4640395 A JP4640395 A JP 4640395A JP 4640395 A JP4640395 A JP 4640395A JP H08219143 A JPH08219143 A JP H08219143A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、導電性ロールに関し、
特に、複写機、プリンタおよびファクシミリ等の電子写
真機器に組み込まれる帯電ロール、現像ロールおよび転
写ロールとして使用するのに好適な導電性ロールに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive roll,
In particular, the present invention relates to a conductive roll suitable for use as a charging roll, a developing roll and a transfer roll incorporated in an electrophotographic device such as a copying machine, a printer and a facsimile.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子写真機器に用いられる帯電、現像お
よび転写のための各ロールには、適正な弾性およびショ
アA硬度、適正かつ均一な導電性が要求される。このよ
うなロールには、一般的にはウレタンのようなゴム材料
が用いられ、その硬度の調整のために、プロセスオイル
やジオクチルフタレートのような可塑剤が用いられてお
り、この可塑剤の添加によって、所望の低硬度の導電性
ロールを得ることができる。2. Description of the Related Art Appropriate elasticity, Shore A hardness, and proper and uniform conductivity are required for charging, developing and transferring rolls used in electrophotographic equipment. A rubber material such as urethane is generally used for such a roll, and a plasticizer such as process oil or dioctyl phthalate is used for adjusting the hardness of the roll. Thus, a desired low hardness conductive roll can be obtained.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の可塑剤は、ウレタンポリマーに反応してこれに取
り込まれることはなく、それ自体が単にポリマー中に分
散するに過ぎない。そのため、ポリマー中に分散された
可塑剤がロールから滲み出すことがあった。However, such a conventional plasticizer does not react with the urethane polymer and is not incorporated therein, but it is merely dispersed in the polymer itself. Therefore, the plasticizer dispersed in the polymer sometimes exudes from the roll.
【0004】特に、導電性を高めるために導電性微粒子
であるカーボンブラックを添加したロールは、このカー
ボンブラックの添加により硬度が増大することから、こ
の硬度の低減のために可塑剤は不可欠な要素となる。こ
のために、このようなカーボンブラックを添加したロー
ルからの可塑剤の滲み出し、すなわち、ブリードの問題
を避けることはできなかった。In particular, a roll to which carbon black, which is conductive fine particles, is added in order to increase the conductivity, has a hardness increased by the addition of the carbon black. Therefore, a plasticizer is an indispensable element for reducing the hardness. Becomes For this reason, the problem of bleeding of the plasticizer, that is, bleeding, from the roll to which such carbon black has been added cannot be avoided.
【0005】このような可塑剤のブリードは、写真電子
機器のOPCのような感光体に付着し、映像の品質を低
下させると共に、ロールのクラックの発生による耐久性
の低下の原因となる。The bleeding of such a plasticizer adheres to a photoreceptor such as OPC of a photographic electronic device to deteriorate the quality of an image, and causes the deterioration of durability due to the generation of roll cracks.
【0006】従って、本発明の目的は、ブリードの問題
を引き起こすことのない低硬度の導電性ロールを提供す
ることにある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a low hardness conductive roll which does not cause the problem of bleeding.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、基本的には、母材となる混練りウレ
タンの母材となるプレポリマーに、該プレポリマーに反
応し、あるいはそれ自体がホモポリマーとして前記プレ
ポリマーに取り込まれる反応性可塑剤を添加することを
特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention basically involves reacting with a prepolymer as a base material of kneaded urethane as a base material, reacting with the prepolymer, Alternatively, it is characterized by adding a reactive plasticizer which itself is incorporated into the prepolymer as a homopolymer.
【0008】[0008]
【作用】反応性可塑剤は、プレポリマー中に取り込ま
れ、あるいはそれ自体がホモポリマーを形成することか
ら、一般的に用いられているプロセスオイルやジオクチ
ルフタレート(DOP)を用いたときに生じたようなブ
リードの発生を招くことなくロール本体の低硬度化を可
能とする。Since the reactive plasticizer is incorporated in the prepolymer or forms a homopolymer by itself, it is generated when the commonly used process oil or dioctyl phthalate (DOP) is used. The hardness of the roll body can be reduced without causing such bleeding.
【0009】硬度を低減させるために添加される反応性
可塑剤は、その分子中にアリル基、グリシジル基あるい
は反応活性点を1つ有するイソシアネート基の少なくと
もいずれか一種を含む可塑剤である。分子中のアリル基
は、図1(A)の反応式に示されているように、反応前
では、炭素は、π結合およびσ結合の二重結合を持つ
が、反応によってσ結合よりも結合力の弱いπ結合が切
断され、これが他の分子とσ結合することにより、プレ
ポリマーに取り込まれ、あるいはそれ自体がホモポリマ
ーを形成すると考えられる。また、グリシジル基は、図
1(B)の反応式に示されているように、反応前では、
炭素と酸素との結合部分が閉環しているが、反応によっ
て、この部分が開環し、これが他の分子と結合すること
により、プレポリマーに取り込まれ、あるいはそれ自体
がホモポリマーを形成すると考えられる。また、イソシ
アネート基については、NCO−がプレポリマー分子に
取り込まれると考えられる。The reactive plasticizer added to reduce the hardness is a plasticizer containing at least one of an allyl group, a glycidyl group or an isocyanate group having one reaction active point in its molecule. As shown in the reaction formula of FIG. 1 (A), the allyl group in the molecule has a double bond of π bond and σ bond before the reaction, but the carbon is more bonded than the σ bond by the reaction. It is considered that the weak π bond is cleaved, and this is σ-bonded with another molecule to be incorporated into the prepolymer, or itself forms a homopolymer. In addition, the glycidyl group, as shown in the reaction formula of FIG.
The bond between carbon and oxygen is ring-closed, but it is thought that the reaction opens this part and binds it with other molecules to be incorporated into the prepolymer or to itself form a homopolymer. To be Regarding the isocyanate group, NCO- is considered to be incorporated into the prepolymer molecule.
【0010】この反応性可塑剤は、いずれもプレポリマ
ーを熱硬化させるときにこのプレポリマーの分子中に取
り込まれ、あるいはそれ自体がホモポリマーとして取り
込まれることにより、ポリマーの可塑性を高める作用を
なす。このように、反応性可塑剤は、それ自体の反応に
よってポリマーの一部を形成することから、クラックの
原因となるプロセスオイルやジオクチルフタレート等の
可塑剤のようにブリードを生じることなく、またクラッ
クを生じることなく、これにより低硬度の導電性ロール
が形成される。Each of the reactive plasticizers is incorporated into the molecule of the prepolymer when the prepolymer is heat-cured, or is incorporated as a homopolymer by itself so as to enhance the plasticity of the polymer. . In this way, the reactive plasticizer forms a part of the polymer by its own reaction, and thus does not cause bleeding unlike plasticizers such as process oil and dioctyl phthalate, which cause cracks, and cracks. With this, a low hardness conductive roll is formed.
【0011】アリル基を含む反応性可塑剤の例として、
ユニセーフPKA−5016(日本油脂株式会社製)が
ある。グリシジル基を含む反応性可塑剤の例として、デ
ナコールEX−121、145あるいは171(何れも
ナガセ化成工業株式会社製)がある。イソシアネート基
を含む反応性可塑剤の例として、オクタデシルイソシア
ネートがある。Examples of reactive plasticizers containing an allyl group are:
There is Unisafe PKA-5016 (made by NOF Corporation). Examples of reactive plasticizers containing a glycidyl group include Denacol EX-121, 145 or 171 (all manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.). An example of a reactive plasticizer containing isocyanate groups is octadecyl isocyanate.
【0012】この反応性可塑剤の添加により、可塑剤の
ようなブリードおよびクラックを生じることなく導電性
ロールの低硬度化を図ることができるが、これに加え
て、導電性微粉末およびイオン導電剤の両者を併用する
ことにより、さらに、環境の温度および湿度による大き
な電気抵抗値の変化およびそのばらつきを防止しするこ
とができる。By adding the reactive plasticizer, it is possible to reduce the hardness of the conductive roll without causing bleeding and cracking unlike the plasticizer. In addition to this, conductive fine powder and ionic conductivity are added. By using both the agents together, it is possible to further prevent a large change in electric resistance value due to the temperature and humidity of the environment and its variation.
【0013】ロールの電気抵抗値の調整のために、カー
ボンブラックのような導電性微粉末を混入したロールで
は、導電性微粒子の添加量と抵抗値との間には、比例関
係が見られず、この導電性微粒子の添加量によってロー
ルの抵抗値を正確に制御することはできず、抵抗値の値
にばらつきがみられる。他方、導電性微粉末に代えてイ
オン導電剤を用いたロールでは、環境の温度および湿度
に応じて、抵抗値が大きく変動すること、連続的な電圧
の印加によって抵抗値が経時変化を生じ、最終的には、
イオン導電剤を添加していないゴム本来の極めて高い抵
抗値を示すことから、耐久性に欠ける。In the case of a roll in which conductive fine powder such as carbon black is mixed in order to adjust the electric resistance value of the roll, there is no proportional relationship between the added amount of conductive fine particles and the resistance value. However, the resistance value of the roll cannot be accurately controlled by the addition amount of the conductive fine particles, and the resistance value varies. On the other hand, in the roll using the ionic conductive agent instead of the conductive fine powder, the resistance value greatly varies depending on the temperature and humidity of the environment, and the resistance value changes with time due to continuous voltage application, Eventually,
The rubber lacks durability because it shows an extremely high resistance value inherent to rubber to which an ionic conductive agent is not added.
【0014】しかしながら、導電性微粉末およびイオン
導電剤の両者を併用することにより、先に述べたよう
に、環境温度および湿度による大きな電気抵抗値の変化
およびそのばらつきを防止しすることができる。However, by using both the conductive fine powder and the ionic conductive agent in combination, it is possible to prevent a large change in electric resistance value due to environmental temperature and humidity and its variation, as described above.
【0015】イオン導電剤は、ウレタンの導電性を調整
するために添加される。また、導電性微粉末は、それの
みでウレタンに導電性を与える程の量ではなく、イオン
導電剤をマトリクス状に適正に分散させ、イオンによる
電荷の移動の中間媒体として作用する。The ionic conductive agent is added to adjust the conductivity of urethane. In addition, the conductive fine powder does not provide an amount of conductivity to urethane by itself, but appropriately disperses the ionic conductive agent in a matrix form and acts as an intermediate medium for the transfer of charges by ions.
【0016】混練り型ウレタンのプレポリマーに、イオ
ン導電剤を加えて適正に分散させ、また、適量の導電性
微粉末を添加し分散させることにより、この導電性微粉
末を凝集させることなくイオン導電剤間に分散させ、ま
たイオン導電剤をもマトリクス状に適正に分散させるこ
とができる。By adding an ion conductive agent to the kneaded urethane prepolymer and dispersing it appropriately, and by adding and dispersing an appropriate amount of conductive fine powder, the conductive fine powder can be dispersed without agglomeration. It is possible to disperse between the conductive agents and also to properly disperse the ionic conductive agent in a matrix form.
【0017】導電性微粉末はイオン間に分散されること
により、イオンによる電荷の移動の中間媒体として作用
させることができ、これによりイオンの移動距離を低減
させて、環境変化によるイオン移動度の変化の影響を低
減し、またイオン濃度差の経時的変化を抑制し、その結
果、抵抗値の経時的および環境による変化が抑制される
と考えられる。Since the conductive fine powder is dispersed between the ions, it can act as an intermediate medium for the charge transfer by the ions, thereby reducing the migration distance of the ions and reducing the ion mobility due to environmental changes. It is considered that the influence of the change is reduced and the change of the ion concentration difference with time is suppressed, and as a result, the change of the resistance value with time and the change due to the environment are suppressed.
【0018】導電性微粉末の適量とは、混入された導電
性微粉末のみではロール本体が導電性を示さない程度の
量、すなわち導電性微粉末がロール本体の導電性を高め
るための連鎖構造を形成しない程度の量である。従っ
て、導電性微粉末は、これのみではロール本体が導電性
を示さない程度の部分的な連鎖構造を形成する量であっ
ても良い。このようにイオン導電剤および導電性微粉末
の併用により、環境温度および湿度によって大きく抵抗
値を変えることなく、しかも抵抗値のばらつきの少ない
導電性ロールが形成される。The appropriate amount of the conductive fine powder is an amount such that the mixed conductive fine powder does not show conductivity in the roll body, that is, the conductive fine powder has a chain structure for increasing the conductivity of the roll body. Is an amount that does not form. Therefore, the conductive fine powder may be in such an amount that the roll body alone forms a partial chain structure that does not show conductivity. As described above, by using the ionic conductive agent and the conductive fine powder in combination, the conductive roll is formed without largely changing the resistance value depending on the environmental temperature and the humidity and having less variation in the resistance value.
【0019】また、反応性可塑剤を添加することによ
り、ブリードの発生を招くことなくロール本体の低硬度
化を可能とすることができ、電子写真機器の高速回転部
に適用しても異音を生じたり、画質の低下を招くことの
無い低硬度の導電性ロールが形成される。Further, by adding a reactive plasticizer, it is possible to reduce the hardness of the roll main body without causing bleeding. A low-hardness conductive roll that does not cause deterioration of the image quality is formed.
【0020】混練り型ウレタンの形成のために、エーテ
ル、エステルおよびカーボネート結合を1つ以上もつポ
リオールにイソシアネートを反応させて、プレポリマー
が形成される。その後、ロールミルあるいはニーダー等
を用いて、所定量のイオン導電剤、導電性微粉末、反応
性可塑剤および必要に応じて架橋剤が順次プレポリマー
に練り込められ、このプレポリマーは所定形状に形成さ
れて、加熱のような架橋処理を受ける。さらに、架橋処
理後、成型品は所定寸法に加工され、完成される。イオ
ン導電剤は、プレポリマーの形成時にこれに包含させる
ことができる。To form a kneaded urethane, a prepolymer is formed by reacting an isocyanate with a polyol having one or more ether, ester and carbonate linkages. Then, using a roll mill or a kneader, a predetermined amount of ionic conductive agent, conductive fine powder, reactive plasticizer and, if necessary, a cross-linking agent are sequentially kneaded into the prepolymer, and this prepolymer is formed into a predetermined shape. And subjected to a crosslinking treatment such as heating. Further, after the cross-linking treatment, the molded product is processed into predetermined dimensions and completed. The ionic conductive agent can be incorporated into the prepolymer during the formation thereof.
【0021】架橋剤として、従来よく知られたジクミル
パーオキサイドで代表されるジアルキルパーオキサイド
等の過酸化物を適量使用することができる。導電性ロー
ルの電気抵抗値の調整剤であるイオン導電剤として、ア
ルカリ金属塩あるいは第四級アンモニュウム塩を用いる
ことができる。このイオン導電剤はその添加量と、抵抗
値との間に、比例関係が見られることから、その添加量
の調整によって、比較的容易かつ正確に所望の抵抗値を
達成することができる。As the cross-linking agent, a suitable amount of peroxide such as dialkyl peroxide typified by conventionally well-known dicumyl peroxide can be used. An alkali metal salt or a quaternary ammonium salt can be used as an ionic conductive agent that is a regulator of the electric resistance value of the conductive roll. Since a proportional relationship is found between the added amount of the ionic conductive agent and the resistance value, the desired resistance value can be achieved relatively easily and accurately by adjusting the added amount.
【0022】導電性ロールの電気抵抗値が103 Ω以下
であると、この導電性ロールが例えば電子複写機の感光
ドラムに関連して設けられる帯電ロール、転写ロールあ
るいは現像ロールとして用いられた場合、静電潜像を保
持した感光ドラムに放電破壊を生じさせたり、バイアス
リークによる電位の低下を生じさせてしまい、画質の低
下を招く。When the electric resistance value of the conductive roll is 10 3 Ω or less, when the conductive roll is used as a charging roll, a transfer roll or a developing roll provided in association with a photosensitive drum of an electronic copying machine, for example. In addition, the photosensitive drum that holds the electrostatic latent image is destroyed by electric discharge, or the potential is lowered due to the bias leak, so that the image quality is lowered.
【0023】また、導電性ロールの電気抵抗値が1010
Ωを越えると、この導電性ロールを例えば帯電ロールに
用いた場合、感光ドラムを充分に帯電させることができ
ず、また感光ドラムの除電用ロールに用いた場合、感光
ドラムを充分に除電することはできない。さらに、転写
あるいはクリーニング用ロールとして用いても、このよ
うな高抵抗値を示すロールでは、充分な電位を得ること
はできず、効率の低下を招いてしまう。Further, the electric resistance value of the conductive roll is 10 10
If it exceeds Ω, when the conductive roll is used as, for example, a charging roll, the photosensitive drum cannot be sufficiently charged, and when it is used as a charge eliminating roll of the photosensitive drum, the photosensitive drum should be sufficiently discharged. I can't. Further, even if it is used as a transfer or cleaning roll, a roll having such a high resistance value cannot obtain a sufficient potential, resulting in a decrease in efficiency.
【0024】このような観点から、導電性ロールの電気
抵抗値は104 〜1010Ωであることが望まれる。この
要望を満たすために、すなわち、導電性ロールに要求さ
れる電気抵抗値104 〜1010Ωを得る上で、イオン導
電剤の添加量は、ポリオール100gに対して1*10
-5〜2*10-2molが望ましい。From this point of view, it is desired that the electric resistance value of the conductive roll is 10 4 to 10 10 Ω. In order to satisfy this demand, that is, in order to obtain the electric resistance value of 10 4 to 10 10 Ω required for the conductive roll, the addition amount of the ion conductive agent is 1 * 10 with respect to 100 g of the polyol.
-5 to 2 * 10 -2 mol is desirable.
【0025】導電性微粉末として、導電性カーボン等を
用いることができる。この導電性微粉末は、その重量が
全体の30重量%以上になると、通常の使用状態では、
それのみでロールに導電性を与える連鎖構造を形成する
ことがあり、イオン導電剤の添加による電気抵抗の制御
に大きな影響を与え、また、ロールの硬度をも大きく増
大させてしまう。As the conductive fine powder, conductive carbon or the like can be used. When the weight of the conductive fine powder is 30% by weight or more of the whole, in a normal use state,
This alone may form a chain structure that imparts conductivity to the roll, which greatly affects the control of electric resistance due to the addition of the ion conductive agent, and also greatly increases the hardness of the roll.
【0026】従って、導電性微粉末に導電性を支配する
連鎖構造を形成させることなくまたロールの硬度の大き
な増大を招くことなく、イオン導電剤をマトリクス状に
適正に分散させかつ導電性微粉末をイオンによる電荷の
移動の中間媒体として作用させる上で、導電性微粉末
は、全体の30重量%未満が望ましい。また、導電性微
粉末を30重量%未満とすることにより、導電性微粉末
の添加による大きな硬度の増大を招くことはない。Therefore, the ionic conductive agent is appropriately dispersed in a matrix and the conductive fine powder is formed without forming a chain structure that controls conductivity in the conductive fine powder and without significantly increasing the hardness of the roll. In order to act as an intermediate medium for transfer of electric charge by ions, the conductive fine powder is preferably less than 30% by weight based on the whole. Further, by setting the conductive fine powder to less than 30% by weight, the addition of the conductive fine powder does not cause a large increase in hardness.
【0027】また、硬度の低減を図る反応性可塑剤は、
それ自体の反応によってポリマーの一部を形成すること
から、クラックの原因となるプロセスオイルやジオクチ
ルフタレート等の可塑剤のようにブリードを生じること
なく、またクラックを生じることなく、これにより低硬
度の導電性ロールが形成される。Further, the reactive plasticizer for reducing the hardness is
Since it forms a part of the polymer by its own reaction, it does not cause bleeding like process oil or plasticizer such as dioctyl phthalate which causes cracks, and does not cause cracks, which results in low hardness. A conductive roll is formed.
【0028】また、このように形成された混練り型ウレ
タンは、ショアA硬度60゜以下という比較的低い硬度
を示すが、ムーニー粘度の調整と、架橋剤の添加量の調
整により、圧縮永久歪の増大を防止することができた。The kneading type urethane thus formed exhibits a relatively low hardness of Shore A hardness of 60 ° or less, but the compression set is adjusted by adjusting the Mooney viscosity and the addition amount of the crosslinking agent. Could be prevented from increasing.
【0029】[0029]
【実施例】以下、本発明を実施例に沿って詳細に説明す
る。図2は、本発明に係る導電性ロールをその電気抵抗
を測定するための装置と共に示す概略図である。本発明
に係る導電性ロール10は、例えば、プリンタおよびフ
ァクシミリ等の電子写真機器に組み込まれる帯電ロー
ル、現像ロールあるいは転写ロールとして使用すること
ができる。導電性ロール10は、芯金12と、この芯金
を取り巻く筒状のロール本体14とを備える。ロール本
体は、導電性微粉末およびイオン導電剤を包含させた混
練り型ウレタンで形成されている。導電性ロール10の
具体的な形成方法等については、次に、例1、例2で詳
細に説明する。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. FIG. 2 is a schematic diagram showing a conductive roll according to the present invention together with a device for measuring its electrical resistance. The conductive roll 10 according to the present invention can be used as, for example, a charging roll, a developing roll or a transfer roll incorporated in an electrophotographic device such as a printer and a facsimile. The conductive roll 10 includes a cored bar 12 and a cylindrical roll body 14 surrounding the cored bar. The roll body is made of a kneading type urethane containing conductive fine powder and an ion conductive agent. A specific method of forming the conductive roll 10 and the like will be described in detail next in Examples 1 and 2.
【0030】<例1>混練り型ウレタンの母材となるポ
リマーとしてのサンニックスPP2000(三洋化成工
業株式会社製)を100重量部、イオン導電剤としての
アルカリ金属塩の一つである過塩素酸リチュウムを1重
量部、触媒としてのトリメチルチンハイドロオキサイド
を0.05重量部およびイソシアネートとしての4、
4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を
100℃で12時間反応させて、イオン導電剤が包含さ
れたプレポリマーの生地を作成する。4、4′−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート(MDI)の添加量は、1
00℃における生地のムーニー粘度が10〜60の範囲
内になるように調整される。<Example 1> 100 parts by weight of Sannix PP2000 (manufactured by Sanyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a polymer which is a base material of a kneading type urethane, and perchlorine which is one of alkali metal salts as an ion conductive agent. 1 part by weight of lithium acid, 0.05 part by weight of trimethyltin hydroxide as a catalyst and 4 as an isocyanate,
4′-Diphenylmethane diisocyanate (MDI) is reacted at 100 ° C. for 12 hours to prepare a prepolymer dough including an ion conductive agent. The addition amount of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) is 1
The Mooney viscosity of the dough at 00 ° C. is adjusted to be within the range of 10 to 60.
【0031】この生地を、ロールミルを用いて練り返
し、この練り返しによりイオン導電剤を適正に分散させ
た後、導電性微粉末として導電性カーボンの一つである
ケッチェンブラックEC−DJ600(ケッチェン・ブ
ラック・インターナショナル株式会社製)を所定量添加
する。この導電性カーボンの添加量は、これをパラメー
タとした電気抵抗変化の測定のために、添加量を0から
30重量%迄、段階的に増加させた。This dough is kneaded using a roll mill, and the ion conductive agent is dispersed appropriately by this kneading, and then Ketjen Black EC-DJ600 (Ketjen) which is one of conductive carbons as conductive fine powder. -Add a specified amount of Black International Co., Ltd.). The amount of conductive carbon added was increased stepwise from 0 to 30% by weight in order to measure the change in electrical resistance using this as a parameter.
【0032】添加された導電性カーボンを生地に均等に
分散させた後、反応性可塑剤として、アリル基を有する
ユニセーフPKA−5016(日本油脂株式会社製)を
20重量部添加する。ユニセーフPKA−5016は、
平均分子量が1600のものであり、その構造式は、C
H3 CH2 CH2 CH2 O(E0)m (PO)n CH2
CH=CH2で示される。この式中、EOはエチレンオ
キサイドを、POはプロピレンオキサイドをそれぞれ表
し、またm、nは、それぞれ正の整数を表す。このEO
/POのモル比は、50/50である。After the added conductive carbon is uniformly dispersed in the dough, 20 parts by weight of Unisafe PKA-5016 (manufactured by NOF Corporation) having an allyl group is added as a reactive plasticizer. Unisafe PKA-5016 is
It has an average molecular weight of 1600 and its structural formula is C
H 3 CH 2 CH 2 CH 2 O (E0) m (PO) n CH 2
It is shown by CH = CH 2 . In this formula, EO represents ethylene oxide, PO represents propylene oxide, and m and n each represent a positive integer. This EO
The molar ratio of / PO is 50/50.
【0033】この反応性可塑剤を生地に充分に練り込ん
だ後、架橋剤としてジクミルパーオキサイド0.5重量
部を添加した。このようにして得られたプレポリマーを
成形材料として、芯金12(外径6mm、長さ250m
m)が設定された専用の金型を用いて、160℃、20
分の成型条件でプレス成型が行われた。この成型品は、
そのロール本体14の外径が12mmおよびその全長が
225mmに成形加工され、これによりロール10が完
成される。After thoroughly mixing this reactive plasticizer into the dough, 0.5 part by weight of dicumyl peroxide was added as a crosslinking agent. Using the prepolymer thus obtained as a molding material, the core metal 12 (outer diameter 6 mm, length 250 m
m), using a dedicated mold set at 160 ℃, 20
Press molding was carried out under the molding conditions of minutes. This molded product is
The outer diameter of the roll body 14 is 12 mm and the total length thereof is 225 mm, and the roll 10 is completed.
【0034】ロール本体14に含まれる導電性カーボン
の重量%毎の抵抗値を測定するために、図2に示すよう
に、導電性ロール10がSUS304板から成る電極部
材16上に置かれ、各端に500g重の荷重を掛けた状
態で、ロール10の芯金12と電極部材16との間の抵
抗値が ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A (株式会
社アドバンテスト製)を用いて測定された。その時の印
加電圧は300Vであった。また、測定時の環境とし
て、温度5℃、湿度20%の低温低湿下(L/L)、温
度22℃、湿度50%の中温中湿下(N/N)および温
度35℃、湿度85%の高温高湿下(H/H)での各電
気抵抗値が測定された。In order to measure the resistance value of the conductive carbon contained in the roll body 14 for each weight%, the conductive roll 10 is placed on the electrode member 16 made of SUS304 plate as shown in FIG. The resistance value between the core metal 12 of the roll 10 and the electrode member 16 was measured by using ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A (manufactured by Advantest Corporation) with a load of 500 g applied to the end. The applied voltage at that time was 300V. In addition, as the environment at the time of measurement, the temperature is 5 ° C., the humidity is 20%, and the temperature is low and low humidity (L / L), the temperature is 22 ° C., the humidity is 50%, the medium temperature and humidity (N / N), the temperature is 35 ° C., and the humidity is 85%. Each electric resistance value under high temperature and high humidity (H / H) was measured.
【0035】その測定結果が図3に示す説明図に表され
ている。また、図3には、形状等によって変化すること
のない体積抵抗率の測定結果が記されている。この体積
抵抗率は、導電性カーボンの包含量を異にする各ウレタ
ンの2mmシート成型品についてJIS−K6723に
従って測定された。さらに、各ウレタンの耐久性を調べ
るために、1000Vの電圧を100時間連続して印加
した後の電気抵抗値が測定され、その測定結果が図3の
最下段に記されている。The measurement results are shown in the explanatory view shown in FIG. Further, FIG. 3 shows the measurement result of the volume resistivity which does not change due to the shape or the like. This volume resistivity was measured according to JIS-K6723 for 2 mm sheet molded products of each urethane having different contents of conductive carbon. Further, in order to examine the durability of each urethane, the electric resistance value after continuously applying a voltage of 1000 V for 100 hours was measured, and the measurement result is shown in the bottom row of FIG.
【0036】図3に示されるEC−DJ600の添加量
0の欄は、導電性カーボンの包含量が0、すなわち導電
性微粉末およびイオン導電剤を併用することなく後者を
使用した従来の導電性ロールの例に対応する。この例で
は、低温低湿下(L/L)から高温高湿下(H/H)の
環境変化によって電気抵抗値は1*107 Ωから4*1
04 Ωと103 のオーダで大きく変動しており、環境変
化に影響を受け易いことがわかる。また、耐久試験の結
果も、2*109 Ωとほぼウレタン母材そのものの高い
抵抗値を示し、耐久性に劣る。In the EC-DJ600 addition amount column shown in FIG. 3, the content of the conductive carbon is 0, that is, the conventional conductivity using the latter without using the conductive fine powder and the ionic conductive agent together. Corresponds to the role example. In this example, the electrical resistance value changes from 1 * 10 7 Ω to 4 * 1 depending on the environmental change from low temperature / low humidity (L / L) to high temperature / high humidity (H / H).
There is a large change in the order of 0 4 Ω and 10 3 and it can be seen that it is easily affected by environmental changes. Also, the result of the durability test shows 2 * 10 9 Ω, which is almost the high resistance value of the urethane base material itself, and the durability is poor.
【0037】これに対し、EC−DJ600の添加量を
5〜30重量%と段階的に増加した本願発明の導電性ロ
ールでは、そのいずれも、環境変化に拘わらず電気抵抗
値の値は106 あるいは103 の同一オーダ内で変化す
るに過ぎず、環境変化への依存性は極めて低い。また、
耐久試験においても、電気抵抗値はオーダを越えて変化
することはなく、ウレタン母材そのものの高い抵抗値を
示すことはなく、耐久性に優れている。On the other hand, in each of the conductive rolls of the present invention in which the amount of EC-DJ600 added was increased stepwise from 5 to 30% by weight, the electric resistance value was 10 6 regardless of environmental changes. Alternatively, it only changes within the same order of 10 3 and has very low dependency on environmental changes. Also,
Even in the durability test, the electric resistance value does not change beyond the order, and the urethane base material itself does not exhibit a high resistance value, and thus has excellent durability.
【0038】また、この添加量の範囲では、30重量%
を除いては、添加量の増加に比して各電気抵抗値は大き
く変化していないことから、添加された導電性カーボン
が導電率の増加に寄与するほどの連鎖構造を形成してい
ないと考えられる。従って、導電性ロールは、導電性カ
ーボンによってその添加量が30重量%未満では電気抵
抗値は強く支配されることはなく、イオン導電剤の添加
量に応じて、ロールの抵抗値を適正かつ正確に設定する
ことができる。これらのことから、導電性カーボンのよ
うな導電性微粉末の添加量は、30重量%未満とするこ
とが望ましい。Further, in this addition amount range, 30% by weight
Except for the fact that the electric resistance values did not change significantly with respect to the increase in the added amount, the conductive carbon added should not form a chain structure that contributes to the increase in conductivity. Conceivable. Therefore, in the conductive roll, the electrical resistance value is not strongly controlled by the conductive carbon when the addition amount is less than 30% by weight, and the resistance value of the roll is properly and accurately determined according to the addition amount of the ionic conductive agent. Can be set to. For these reasons, it is desirable that the amount of conductive fine powder such as conductive carbon added be less than 30% by weight.
【0039】また、このようなロールは、反応性可塑剤
の添加により、可塑剤のブリードを生じることなく、シ
ョアA硬度を25゜〜48゜と大きく低減させることが
できる。このような低硬度のロールを画像形成装置の帯
電ロールに適用して、ハーフトーン、黒べたおよび静止
画像を出力させたところ、いずれも良好な画像が得られ
た。Further, in such a roll, by adding the reactive plasticizer, the Shore A hardness can be greatly reduced to 25 ° to 48 ° without causing bleeding of the plasticizer. When such a low-hardness roll was applied to the charging roll of the image forming apparatus and halftone, black solid, and still images were output, good images were obtained.
【0040】<例2>混練り型ウレタンの母材となるポ
リマーとしてのHiprox DP−2000(大日本
インキ化学株式会社製)を100重量部に導電性微粉末
として導電性カーボンであるケッチェンブラックEC−
P(ケッチェン・ブラック・インターナショナル株式会
社製)を所定量添加し、充分攪拌してこれを分散させ
る。<Example 2> 100 parts by weight of Hiprox DP-2000 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) as a base polymer of a kneading type urethane was used as conductive fine powder and conductive carbon was used as Ketjen Black. EC-
P (manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd.) was added in a predetermined amount and sufficiently stirred to disperse it.
【0041】その後、触媒としてのジブチルチンジラウ
リレート(DBTL)を0.01重量部、反応性可塑剤
として、1つの反応活性点を有するイソシアネートであ
るオクタデシルイソシアネートを5重量部、およびイソ
シアネートとして、4、4′−ジフェニルメタンジイソ
シアネート(MDI)を添加し、100℃で20時間反
応させ、導電性カーボンが包含されたプレポリマーの生
地を作成する。4、4′−ジフェニルメタンジイソシア
ネート(MDI)の添加量は、100℃における生地の
ムーニー粘度が10〜60の範囲内になるように調整さ
れる。Thereafter, 0.01 parts by weight of dibutyltin dilaurylate (DBTL) as a catalyst, 5 parts by weight of octadecyl isocyanate, which is an isocyanate having one reaction active point, as a reactive plasticizer, and 4 parts as an isocyanate. 4′-Diphenylmethane diisocyanate (MDI) is added and reacted at 100 ° C. for 20 hours to prepare a prepolymer fabric containing conductive carbon. The addition amount of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) is adjusted so that the Mooney viscosity of the dough at 100 ° C. is within the range of 10 to 60.
【0042】この生地をロールミルを用いて練り返し、
これにイオン導電剤としてのテトラブチルアンモニュウ
ムフロライド・3水和物( [CH3(CH2)3]4 NF・3
H2O)を0.5重量部添加する。その後、架橋剤とし
てジクミルパーオキサイドを0.5重量部添加してプレ
ポリマーを形成する。このプレポリマーを用いて、例1
におけると同様な導電性ロール、およびシート成型品を
作成し、それぞれについて例1におけると同様な抵抗測
定を行った。なお、例2においても、導電性カーボンの
添加量は、例1におけると同様に、添加量を0から30
重量%迄、段階的に増加させた。This dough is kneaded back using a roll mill,
This tetrabutylammonium Monumentale um fluoride trihydrate as an ion conductive agent ([CH 3 (CH 2) 3] 4 NF · 3
0.5 parts by weight of H 2 O) is added. Then, 0.5 part by weight of dicumyl peroxide is added as a crosslinking agent to form a prepolymer. Example 1 using this prepolymer
Conductive rolls and sheet moldings similar to those in 1 were prepared, and the same resistance measurement as in Example 1 was performed for each. In addition, also in Example 2, as in the case of Example 1, the amount of the conductive carbon added is 0 to 30.
Gradually increased up to wt%.
【0043】その測定結果が図4に示す説明図に表され
ている。図4に示されるEC−Pの添加量0の欄は、導
電性カーボンの包含量が0の従来の導電性ロールの例に
対応する。この導電性カーボンの添加量が0の例では、
例1について説明したと同様、低温低湿下(L/L)か
ら高温高湿下(H/H)の環境変化によって電気抵抗値
は、環境変化に影響を受け易いことがわかる。耐久試験
の測定結果も、電気抵抗値に変動が見られ、耐久性に劣
る。The measurement results are shown in the explanatory view shown in FIG. The EC-P addition amount 0 column shown in FIG. 4 corresponds to an example of a conventional conductive roll having a conductive carbon inclusion amount of 0. In an example in which the amount of conductive carbon added is 0,
As described in Example 1, it can be seen that the electric resistance value is easily affected by the environmental change due to the environmental change from low temperature and low humidity (L / L) to high temperature and high humidity (H / H). Also in the measurement result of the durability test, the electric resistance value varies and the durability is poor.
【0044】EC−Pの添加量が5〜30重量%では、
そのいずれも、環境変化に拘わらず電気抵抗値の値は1
07 または104 の同一オーダ内で変化するに過ぎず、
例1におけると同様、環境変化への依存性は極めて低
い。また、耐久試験においても、電気抵抗値はオーダを
越えて変化することはなく、耐久性に優れている。ま
た、この添加量の範囲では、30重量%を除いて、添加
量の増加に比して各電気抵抗値は大きく変化していない
ことから、添加された導電性カーボンが導電率の増加に
寄与するほどの連鎖構造を形成していないと考えられ
る。従って、導電性ロールは、導電性カーボンによって
その添加量が30重量%未満では電気抵抗値は強く支配
されることはなく、イオン導電剤の添加量に応じて、ロ
ールの抵抗値を適正かつ正確に設定することができる。When the amount of EC-P added is 5 to 30% by weight,
In both cases, the electric resistance value is 1 regardless of environmental changes.
It only changes within the same order of 0 7 or 10 4 ,
As in Example 1, the dependence on environmental changes is very low. Also in the durability test, the electric resistance value does not change beyond the order, and the durability is excellent. In addition, in the range of the added amount, except for 30% by weight, the respective electric resistance values did not largely change compared with the increase of the added amount, and thus the added conductive carbon contributes to the increase of the conductivity. It is considered that the chain structure is not formed to the extent that Therefore, in the conductive roll, the electrical resistance value is not strongly controlled by the conductive carbon when the addition amount is less than 30% by weight, and the resistance value of the roll is properly and accurately determined according to the addition amount of the ionic conductive agent. Can be set to.
【0045】また、このようなロールは、反応性可塑剤
の添加により、可塑剤のブリードを生じることなく、シ
ョアA硬度を31゜〜59゜と大きく低減させることが
でき、この低硬度のロールを例1におけると同様な帯電
ロールに適用することにより、良好な画像が得られた。Further, in such a roll, by adding the reactive plasticizer, the Shore A hardness can be greatly reduced to 31 ° to 59 ° without causing bleeding of the plasticizer. Was applied to the same charging roll as in Example 1, and a good image was obtained.
【0046】EC−Pの添加量が30重量%に達する
と、電気抵抗値は104 のオーダにまで急激に低減して
おり、導電性カーボンが電気抵抗に強く影響を与えてい
ることを示す。そのため、EC−Pの添加量が30重量
%以上になると、ロールの抵抗値を適正かつ正確に設定
することが困難となる。When the amount of EC-P added reached 30% by weight, the electric resistance value drastically decreased to the order of 10 4 , showing that the conductive carbon strongly affects the electric resistance. . Therefore, when the amount of EC-P added is 30% by weight or more, it becomes difficult to set the resistance value of the roll properly and accurately.
【0047】従って、例2においても、導電性カーボン
のような導電性微粉末の添加量は、30重量%未満とす
ることが望ましい。これにより、可塑剤を用いることな
く適正な弾性および低硬度を達成することができ、品質
にばらつきなく、環境の変化によって抵抗値を大きく変
動させることなく適正な値を示し、耐久性に優れた導電
性ロールを得ることができる。Therefore, also in Example 2, it is desirable that the amount of conductive fine powder such as conductive carbon added be less than 30% by weight. As a result, it is possible to achieve appropriate elasticity and low hardness without using a plasticizer, show an appropriate value without variation in quality, and do not significantly change the resistance value due to environmental changes, and it has excellent durability. A conductive roll can be obtained.
【0048】[0048]
【発明の効果】本発明によれば、以上に説明したよう
に、反応性可塑剤を混練り型ウレタンに包含させること
により、可塑剤のブリード現象を招くことなく導電性ロ
ールの低硬度化を図ることができる。従って、本発明に
係る低硬度導電性ロールを電子写真機器の高速回転部に
適用しても、異音を発生したりすることなく、鮮明な画
像を得ることができる。さらに、適正量の導電性微粉末
およびイオン導電剤の両者を混練り型ウレタンに包含さ
せることにより、温度および湿度のような環境の変化に
よって抵抗値を大きく変動させることなく、耐久性に優
れ、所望の電気抵抗値の均質な導電性ロールを得ること
ができる。As described above, according to the present invention, by incorporating the reactive plasticizer in the kneading type urethane, the hardness of the conductive roll can be reduced without causing the bleeding phenomenon of the plasticizer. Can be planned. Therefore, even when the low-hardness conductive roll according to the present invention is applied to a high-speed rotating portion of an electrophotographic apparatus, a clear image can be obtained without generating abnormal noise. Furthermore, by including both a proper amount of conductive fine powder and an ionic conductive agent in the kneading type urethane, the resistance value does not greatly change due to environmental changes such as temperature and humidity, and the durability is excellent. It is possible to obtain a uniform conductive roll having a desired electric resistance value.
【図1】本発明に係る反応性可塑剤の反応を示す説明図
である。FIG. 1 is an explanatory view showing a reaction of a reactive plasticizer according to the present invention.
【図2】本発明に係る導電性ロールを電気抵抗測定装置
と共に示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a conductive roll according to the present invention together with an electric resistance measuring device.
【図3】本発明に係る導電性ロールの電気抵抗特性を示
す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing electric resistance characteristics of a conductive roll according to the present invention.
【図4】本発明に係る他の導電性ロールの電気抵抗特性
を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing electric resistance characteristics of another conductive roll according to the present invention.
10 導電性ロール 12 芯金 14 ロール本体 10 Conductive Roll 12 Core Bar 14 Roll Body
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/16 103 G03G 15/16 103 (72)発明者 志鶴 公一 神奈川県横浜市鶴見区尻手2丁目3番6号 北辰工業株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location G03G 15/16 103 G03G 15/16 103 (72) Inventor Koichi Shizuru Shiritate, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 2-3-6 Hokushin Industry Co., Ltd.
Claims (5)
プレポリマーに反応しあるいはそれ自体がホモポリマー
として前記プレポリマーに取り込まれる反応性可塑剤を
添加してロール本体を形成したことを特徴とする導電性
ロール。1. A roll main body is formed by adding a reactive plasticizer, which reacts with the prepolymer or is itself incorporated into the prepolymer as a homopolymer, to a kneaded urethane prepolymer. Conductive roll.
基、グリシジル基あるいは反応活性点を1つ有するイソ
シアネート基の少なくともいずれか一種を含む可塑剤で
あることを特徴とする請求項1に記載の導電性ロール。2. The reactive plasticizer is a plasticizer containing at least one of an allyl group, a glycidyl group, or an isocyanate group having one reaction active site in its molecule. The conductive roll described.
末と、イオン導電剤とを包含させたことを特徴とする請
求項1に記載の導電性ロール。3. The conductive roll according to claim 1, wherein the prepolymer further contains conductive fine powder and an ionic conductive agent.
導電性を高めるための連鎖構造を形成しない程度の添加
量であることを特徴とする請求項3に記載の導電性ロー
ル。4. The conductive roll according to claim 3, wherein the conductive fine powder is added in an amount that does not form a chain structure for increasing the conductivity of the roll body.
あることを特徴とする請求項3に記載の導電性ロール。5. The conductive roll according to claim 3, wherein the conductive fine powder is less than 30% by weight.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4640395A JPH08219143A (en) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Electric conductive roll |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4640395A JPH08219143A (en) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Electric conductive roll |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08219143A true JPH08219143A (en) | 1996-08-27 |
Family
ID=12746196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4640395A Pending JPH08219143A (en) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Electric conductive roll |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08219143A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011197630A (en) * | 2010-02-25 | 2011-10-06 | Tokai Rubber Ind Ltd | Conductive roll for electrophotographic apparatus |
JP2012014048A (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Canon Inc | Conductive elastic member for electrophotography |
JP2020091473A (en) * | 2018-11-26 | 2020-06-11 | キヤノン株式会社 | Developing member, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP4640395A patent/JPH08219143A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011197630A (en) * | 2010-02-25 | 2011-10-06 | Tokai Rubber Ind Ltd | Conductive roll for electrophotographic apparatus |
JP2012014048A (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Canon Inc | Conductive elastic member for electrophotography |
JP2020091473A (en) * | 2018-11-26 | 2020-06-11 | キヤノン株式会社 | Developing member, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus |
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