KR101427243B1 - 도전성 공급롤러의 제조방법, 이로부터 제조된 공급롤러 및이를 포함하는 정전기적 기록장치 - Google Patents

도전성 공급롤러의 제조방법, 이로부터 제조된 공급롤러 및이를 포함하는 정전기적 기록장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 공급롤러의 제조방법 및 이로부터 제조된 공급롤러에 관한 것이며, 본 발명의 제조방법은 폴리우레탄 폼을 마련하는 단계; 폴리우레탄 폼을 전도성 고분자, 바인더 수지, 전도성 카본블랙 및 용매를 포함하는 도전성 함침액에 함침 후 건조하는 단계; 건조된 폴리우레탄 폼을 절단하고 샤프트에 압입하는 단계; 및 압입된 폴리우레탄 폼을 연마하는 단계를 포함한다. 이에 따라 제공되는 도전성 공급롤러는 중저항대를 나타내며, 프린터, 팩스밀리, 복사기 등과 같은 정전기적 기록장치에 사용될 수 있다.
공급롤러, 우레탄, 도전성

Description

도전성 공급롤러의 제조방법, 이로부터 제조된 공급롤러 및 이를 포함하는 정전기적 기록장치{METHOD FOR MANUFACTURING OF CONDUCTIVE FEED ROLLER, FEED ROLLER THEREOF AND ELECTROSTATIC RECORDING APPARATUS COMPRISING THE SAME}
도 1은 일반적인 화성형성장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 따른 공급롤러에 대한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10..... 레이져 프린터 11...... 대전기
12..... 감광체 13...... 현상기
14..... 현상롤러 15...... 공급롤러
15a.... 샤프트 15b..... 우레탄폼
16..... 전사롤러 17...... 정착롤러
P...... 용지 T....... 토너
본 발명은 도전성 공급롤러의 제조방법 및 이로부터 제조된 공급롤러에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 전도성 함침액에 폴리우레탄 폼을 함침 및 건조시켜 도전성 급롤러를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이에 따라 제공되는 도전성 폴리우레탄 공급롤러는 중저항대를 나타내며, 프린터, 팩스밀리, 복사기 등과 같은 정전기적 기록장치에 사용될 수 있다.
잘 알려진 바와 같이, 레이져 프린터, 팩스밀리, 복사기 등과 같은 정전기적 화상 형성 장치는 도전성 공급롤러를 구비한다. 도 1에는 화상 형성 장치 중 하나인 레이저프린터에 대한 구조가 도시된다.
도면을 참조하면, 레이저 프린터(10)에서 대전기(11)가 감광체(12)를 대전시키고 레이저 스캐닝 유닛(13)이 광을 주사하면, 감광체(12)의 표면에 정전 잠상이 형성된다. 이 정전 잠상은 현상기(13)의 현상롤러(14)와 공급롤러(15)에 의해 공급된 토너(T)로 현상되어 토너화상이 된다. 토너화상은 전사롤러(16)에 의해 용지(P)상에 전사된 후 정착기(17)에 의해 정착된다. 상기 공급롤러(15)는 현상롤러(14)에 토너를 공급하고 미현상된 토너를 리셋하는 현상기의 핵심부품 중 하나이다. 공급롤러(15)는 현상롤러(14)나 규제 블레이드(18)와의 상호작용에 의해서 토너(T)가 일정 기준치의 균일한 대전량(q/m)을 갖도록 한다.
도 2에는 화상형성장치에 사용되는 공급롤러(15)가 도시된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공급롤러(15)는 샤프트(15a)와 샤프트(15a)의 외주면을 감싸는 탄성부재(15b)로 구성된다. 일반적으로 공급롤러의 탄성부재(15b)는 폴리우레탄 폼이나 실리콘 폼이 주로 사용되나, 고속기에 적용되거나 또는 긴 수명이 요구될수록 토너 스트레스로 인한 문제를 해결하기 위해서 저경도를 갖는 폴리우레탄 폼을 사용하는 것이 바람직하다. 공급롤러는 현상롤러나 규제 블레이드와의 상호작용에 의해서 토너를 일정 기준치의 균일한 대전량(q/m)을 갖도록 하고, 현상 롤러에 토너를 공급하고 미현상된 토너를 리셋하는 현상기의 핵심 부품으로서, 우레탄 폼의 원료, 셀사이즈, 경도, 클로즈셀 비율, 밀도 등에 따라 토너 공급성, 토너 대전성 등을 조절할 수 있다.
한편, 종래에는 공급롤러의 탄성부재를 이루는 폴리우레탄 폼에 도전성을 부여하기 위해서는 이온도전제나 전자도전제를 폼에 첨가하였으나, 이온도전제를 첨가하는 경우, 10phr이상의 과량 사용시 발포체 표면의 끈적거림, 발포체의 붕괴등의 문제점이 있어 소량으로만 사용해야 한다. 이에 따라 발포체에 중,저항대(1.0E+08 이하)의 저항을 부여하기 어렵고, 이러한 이온도전형은 체적저항으로 1.0E+08 이상의 저항대에서 사용되어 진다. 또한, 폴리올, 이소시아네트와 함께 도전성 카본블랙을 첨가하는 전자 전도형은 입자가 작고 구조가 큰 도전성 카본블랙에 의해 카본블랙을 첨가시 점도가 증가되어 발포체 형성이 어렵고 균일한 셀을 얻기 어렵다.
종래기술에서 폴리 우레탄 폼의 도전성 부여를 위해 카본블랙, 바인더 레진, 용매등으로 구성된 함침액에 우레탄 폼을 함침하여 도전성을 부여하는 함침 방법이 있으나, 이 경우 중 저항대 (E+05 ~ E+07)를 구현하기 어려운 문제가 있고, 폴리우레탄 폼이 저 저항일 경우 즉, E+05 이하인 경우 전류의 유출이 발생하고, 공급불량, 농도저하가 발생하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 폴리우레탄 폼에 도전성을 부여하기 위하여 전자 전도성 고분자, 전자 도전제, 바인더 수지, 및 용매를 포함하는 도전성 함침액에 폴리우레탄을 함침하고 건조시킴을 특징으로 하는 도전성 우레탄 공급롤러의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 두번째 목적은 상기 제조방법에 따라 제공되는 도전성 우레탄 공급롤러를 제공하는 것이며, 본 발명의 방법으로 제조된 공급롤러는 이온도전제 첨가방식이나, 도전성 카본블랙 함침 방법으로는 구현하기 어려운 중저항대를 구현할 수 있다.
본 발명의 세번째 목적은 복사기, 프린터 또는 팩시밀리와 같은 정전기적 기록장치에 사용하기 위한 우레탄 공급롤러를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도전성 공급롤러의 제조방법은 폴리우레탄 폼을 마련하는 단계; 상기 폴리우레탄 폼을 전도성 고분자, 바인더 수지, 전자 도전제 및 용매를 포함하는 도전성 함침액에 함침 후 건조하는 단계; 상기 건조된 폴리우레탄을 절단하고 샤프트에 압입하는 단계; 및 상기 압입된 폴리우레탄을 연마하는 단계를 포함한다.
상기 폴리우레탄 폼은 2개 이상의 활성수소를 갖는 화합물 및 2개 이상의 이 소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매, 정포제 및 발포제의 존재하에서 혼합 및 발포시켜 제조되는 것이 바람직하다.
상기 2개 이상의 활성수소를 갖는 화합물은 말단에 하이드록실기를 갖는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르에스테르 폴리올, 아크릴 변성 폴리올, 및 실리콘 변성 폴리올로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
상기 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 트릴렌 디이소시아네이트(TDI), 및 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)와 같은 폴리이소시아네이트 또는 이러한 폴리이소시아네이트의 혼합물이나 변성물이 바람직하다.
상기 촉매는 3급 아민이나 주석계 촉매가 바람직하다.
상기 발포제는 물이 바람직하다.
상기 정포제는 실리콘 정포제가 바람직하다.
상기 함침액의 도전성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌), 폴리티오펜, 폴리(에틸렌디옥시티오펜), 폴리피롤, 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리(티에닐렌 비닐렌), 폴리아닐린, 폴리이소티아나프텐, 및 폴리(p-페닐렌설파이드)로 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 상기 함침액에 대해 0.3 내지 10phr로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 도전성 고분자는 폴리티오펜이 바람직하다.
상기 바인더 수지는 아크릴 수지, 폴리 아크릴산 에스테르 수지, 아크릴산-스틸렌 공중합체, 폴리비닐 알코올, 폴리 아크릴아마이드, 폴리 염화비닐 수지, 우 레탄 수지, 초산비닐수지, 부타디엔 수지, 에폭시 수지, 알키드수지, 멜라민 수지, 및 클로로프렌 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 수지이며, 상기 함침액에 대해 5 내지 30phr로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 바인더 수지는 아크릴 수지가 바람직하다.
상기 전자 도전제는 도전성 카본블랙, 산화 처리를 가한 잉크용 카본, 열분해 카본, 천연 그라프트, 인조 그라프트, 산화주석, 산화티탄, 또는 산화 아연과 같은 도전성 금속 산화물, 은, 니켈, 동, 또는 게르마늄과 같은 금속이며, 상기 함침액에 대해 3 내지 20phr로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 전자 도전제는 도전성 카본블랙이며, 케첸블랙EC, 케첸블랙 300J, 케첸블랙 600J, 발칸 XC, 발칸 CSX, 덴카블랙과 같은 아세틸렌블랙 또는 컨덕티브 퍼네이스 블랙 카본블랙인 것이 바람직하다.
상기 용매는 물, 알콜 또는 에테르가 바람직하다.
상기 두번째 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도전성 공급롤러는 전도성 고분자, 바인더 수지, 전도성 카본블랙 및 용매로 이루어지는 도전성 함침액에 폴리우레탄 폼을 함침 후 건조시켜 제조된 것이며, 저항이 1.0E+05 ~ 9.0E+07이고 경도가 40~80(ASKER 'F')이다.
상기 세번째 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전기적 기록장치는 도전성 폴리우레탄 공급롤러를 포함하며, 복사기, 팩시밀리 또는 프린터에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 도전성 공급롤러의 제조방법 및 공급롤러에 대하여 보다 상 세히 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 도전성 공급롤러의 제조방법의 구현에 있어서, 먼저 연속 기포형, 또는 반연속 기포형 폴리우레탄 폼을 미리 제조한다. 상기 제조된 폴리우레탄 폼을 전기 전도성 고분자, 전자 도전제, 바인더 수지 및 용매로 이루어진 함침액에 함침시킨 후 건조한다. 그 다음, 버티칼 커터로 절단하고, 샤프트에 압입 후 최종적으로 폴리우레탄 폼의 블록 외면을 연마하여 중 저항대의 도전성 공급롤러를 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리우레탄 폼은 일반적으로 공지된 방법 즉, 2개 이상의 활성수소를 갖는 화합물과 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매, 정포제, 발포제, 반응성 도전제 등의 첨가제와 혼합, 교반하고 발포, 경화시켜 제조할 수 있다.
상기 2개 이상의 활성수소를 갖는 화합물로는 반드시 이로써 제한하는 것은 아니나, 일반적으로 폴리우레탄 폼의 원료로 사용되는 폴리올, 예를 들어, 말단에 하이드록실기를 갖는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 또는 폴리에테르에스테르폴리올, 아크릴 변성 폴리올, 실리콘 변성 폴리올 등과 같은 변성 폴리올이 사용 가능하다.
또한, 상기 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물로는, 특별히 이로써 제한하는 것은 아니나, 마찬가지로 일반 폴리우레탄 폼의 원료로 사용되는 폴리 이소시아네이트 예를 들어, 트릴렌 디이소시아네이트(TDI), 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 및 이러한 폴리이소시아네이트의 혼합물이나 변성물이 사용가능하 다.
상기 폴리우레탄 폼의 제조에 사용되는 촉매는 발포특성, 반응시간, 폼의 통기성 향상, 밀도 편차 최소화를 위하여 선정하고, 그 사용량의 조절이 매우 중요하다. 특별히 이로써 제한하는 것은 아니나, 예를 들어, 주석계, 납계, 철계, 티탄계 등의 유기 금속 화합물이나 또는 아민계 화합물이 사용될 수 있고, 이들의 혼용도 가능하다. 특히 3급 아민이나 주석계 촉매가 바람직하게 사용된다.
상기 발포제로는 물이나 할로겐화 알칸 예를 들어, 트리클로로플루오로메탄과 같은 저비점 물질 등이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 폼의 제조에 사용되는 정포제의 기능은 표면장력을 낮추어 혼화성을 향상시키고 생성된 기포의 크기를 균일하게 하며 폼의 셀구조를 조절하므로써 발포체에 안정성을 부여하는 것이다. 본 발명에서는 실리콘 정포제가 바람직하게 사용된다. 상기 정포제의 첨가량은 폴리올에 대해 0.1~5prh 첨가되며, 0.1phr 이하인 경우에는 정포제의 효과가 없고, 5phr 이상인 경우에는 영구 압축 줄음율 등의 물성이 불량해지는 문제점으로 인해 상기된 범위가 바람직하다.
본 발명의 구현에 있어서, 본 발명의 도전성 공급롤러는 상기와 같이 제조된 폴리우레탄 폼을 전도성 고분자, 바인더 수지, 전자 도전제 및 용매로 이루어진 도전성 함침액에 함침 후 건조시켜 제조할 수 있다.
상기 함침액의 구성성분인 전도성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리(p-페닐렌),폴리티오펜, 폴리(에틸렌디옥시티오펜), 폴리피롤, 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리(티 에닐렌비닐렌), 폴리아닐린, 폴리이소티아나프텐, 및 폴리(p-페닐렌설파이드)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물이다. 본 발명에서는 폴리티오펜이 바람직하게 사용된다. 상기 전도성 고분자의 첨가량은 0.3 ~ 10 phr가 바람직하며, 첨가량이 0.3 phr이하인 경우에는 원하는 중저항대의 저항을 얻기 어렵고, 10 phr 이상인 경우에는 가격 상승의 원인이 되므로 상기된 범위가 가장 바람직하다.
Figure 112007048368202-pat00001
폴리아닐린
Figure 112007048368202-pat00002
폴리피롤
Figure 112007048368202-pat00003
폴리티오펜
상기 함침액에 첨가되는 바인더 수지는 아크릴 수지, 폴리 아크릴산 에스테 르 수지, 아크릴산-스틸렌 공중합체, 폴리비닐 알코올, 폴리 아크릴아마이드, 폴리 염화비닐 수지, 우레탄 수지, 초산비닐수지, 부타디엔 수지, 에폭시 수지, 알키드수지, 멜라민 수지, 및 클로로프렌 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 바람직하게는 아크릴 수지가 사용된다.
상기 바인더 수지의 양은 함침액에 대해 5~30phr로 첨가하는 것이 바람직하며, 이때 첨가량이 5phr 이하인 경우에는, 우레탄 폼 셀 벽에 도전성 카본블랙의 부착력이 부족하여 떨어지는 문제가 있고, 30phr 이상인 경우에는 폴리우레탄 품의 복원력이 저하되는 문제가 있으므로 상기된 범위가 바람직하다.
상기 전자 도전제는 케첸블랙, 아세틸렌 블랙 등의 도전성 카본블랙 (SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, MT등), 산화 처리를 가한 잉크용 카본, 열분해 카본, 천연 그라프트, 인조 그라프트, 산화주석, 산화티탄, 산화 아연 등과 같은 도전성 금속 산화물, 은, 니켈, 동, 게르마늄 등과 같은 금속 등이 사용될 수 있다.
전자 도전제로서 도전성 카본블랙은 평균입경이 작고 표면적이 큰 구조가 발달 될수록 바람직하며, 특별히 이로써 제한하는 것은 아니나, 예를 들어, 케첸블랙EC, 케첸블랙 300J, 케첸블랙 600J, 발칸 XC, 발칸 CSX, 덴카블랙 등의 아세틸렌블랙이나 컨덕티브 퍼네이스 블랙 등이 사용된다. 본 발명에서는 도전성 카본블랙이 바람직하다. 첨가되는 전자 도전제의 양은 3~20 phr이 바람직하며, 첨가량이 3 phr 이하인 경우에는 원하는 도전성을 얻기 어렵고 20 phr 이상일 경우에는 우레탄 폼에 부착된 카본블랙이 너무 많아서 폼에서 떨어지거나 폼의 탄성 등 기계적 물성이 떨어지는 문제가 있으므로 상기된 범위가 바람직하다.
상기 함침액의 용매로는 특별히 이로써 제한하는 것은 아니나, 물, 알콜 또는 에테르가 바람직하게 사용된다.
상기와 같이 구성된 함침액에 상기 미리 제조된 폴리우레탄 폼을 함침시킨 후, 건조, 바람직하게는 열풍건조에 적용하고, 통상적인 방법에 따라 절단, 샤프트에 압입, 연마하여 공급롤러를 완성한다.
이와 같이, 본 발명의 제조방법에 따라 제공되는 공급롤러는 저항대가 1.0E+05 ~ 9.0E+07이고, 경도가 80~40(ASKER 'F')이며, 프린터, 복사기 및 팩시밀리와 같은 정전기적 기록장치의 도전성 공급롤러로서 사용될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 하며 이로써 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
본 발명에 따른 중저항대 도전성 우레탄 폼 롤러의 제조 방법은 다음과 같다. 우선 폴리올에 발포제, 정포제, 촉매 등을 첨가하여 프리 믹스 폴리올을 제조한다(표 1의 우레탄 배합표 참조). 상기 프리믹스 폴리올에 폴리이소시아네이트로서 톨루엔 디이소시아네이트를 첨가하여 2000rpm 으로 2성분을 혼합 교반하여 상온에서 슬라브 폼을 제조한다. 이와 같이 제조된 우레탄 폼을 바인더 수지, 용매, 도전성 카본블랙, 전자전도형 도전성 고분자로 구성된 함침액에 함침 후 롤러에 넣어서 스퀴징 공정을 거친 다음 130℃ 열풍 순환식 오븐에 10분간 넣어 용매를 제거한다. 건조한 폴리우레탄 폼을 버티칼 커터로 25*25*250mm로 절단한 다음 길이 방향 의 중심부에 5.0mm의 구멍을 뚫고, 이 구멍에 핫멜트 시트를 표면에 휘감은 직경 6.0mm의 금속제 샤프트를 압입하고 120℃의 열풍 순환식 오븐에 30분간 가열하여 폼과 샤프트를 접착한다. 다음에 폴리우레탄 폼을 연마기로 연마하고 폼의 양쪽 끝을 잘라서 외경 13.7 mm, 길이 220mm의 도전성 폴리우레탄 폼 공급롤러를 제작하였다.
상기 방법으로 제작한 폴리우레탄 공급롤러의 저항, 영구압축 줄음율, 고온 고습 실험, 화상평가 등을 수행하였다. 다음 표 2에 따른 성분 및 배합율을 이용하여 상기 공정을 통해 샘플을 제조하였다. 그 실험결과는 표 3에 나타내었다.
우레탄 폼 배합표
원료 PHR
GP-3000 80
KE-848 20
TDI 105
stannous octoate (촉매) 0.3
트리에틸 아민 (촉매) 0.2
실리콘 정포제 1.5
물 (발포제) 4.0
이온도전제(암모늄 염) 10
GP-3000 : 폴리에스테르 폴리올, 한국폴리올 (수산기가 mgKOH/g : 54 )
KE-848 : AN 공중합체 폴리올 (AN 20% 함유), 한국 폴리올 (수산기가 mgKOH/g :30)
도전성 함침액
원료 비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 비교예 3
물 90 90 90 90 90
에탄올 10 5 5 5 5
600 J 5 5 5 5 5
아크릴 수지 10 10 10 10 10
우레탄 수지 10 10 10 10 10
아세테이트 수지 10 10 10 10 10
폴리티오펜 0 12 5 2 0.1
600J : 라이온사(일본), 케첸블랙
도전성 우레탄 공급롤러 단품 평가
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 비교예 3
저항 2.0E+04 1.0E+06 7.0E+06 1.0E+07 5.0E+09
영구압축줄음율(%) 8 15 8 6 5
고온,고습 실험 O.K N.G O.K O.K O.K
비교예 2의 경우 도전성 고분자가 과량 첨가되어 우레탄 폼의 탄성이 부족하여 영구 압축 줄음율, 고온,고습 실험에서 불량이 발생하였고, 비교예 3의 경우 도전성 고분자의 첨가량이 너무 적어서 고저항을 나타내었다. 이에 반해 실시예 1 및 2는 모두 우수한 실험결과를 나타내었다.
* 저항 측정 방법 : 측정할 우레탄 롤러를 JIG에 장착하고 롤러 상부에 양끈에 각각 200g의 도체봉을 올려 놓는다. 롤러 샤프트에 -500V DC전압을 인가 하고 일정한 속도(30rpm)로 회전시키면서 전류를 측정한다.전류값을 저항값으로 환산한다.
저항 측정식 : 저항(R) = 전압(V)/전류(I)
* 영구압축 줄음율 조건 : 50%압축하여 70℃, 22시간 방치후의 두께 측정 (JIS K6382) : spec 10% 이하
압출줄음율(%) = (시험전시료 두께 - 시험후 시료 두께) / 시험전 시료 두께
* 고온,고습 실험 : 공급 롤러를 현상기내 실장상태로 조립하여 초기 화상을 채취 후 블랙 폴리에틸렌 백에 넣고 열융착하여 밀봉한 다음, 40℃/90% X 2日 + 50℃/80% X 2日 + 40℃/90% X 2日 연속으로 방치한 다음 다시 상온 상습에서 1일간 방치한 후 세트에 장착하여 2 X 2 패턴 30매 연속 출력하여 화상 채취하여 방치 전후의 화상과 비교하여 화상의 이상 유무를 육안으로 비교 판정한다.
도전성 우레탄 공급롤러 화상평가
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 비교예 3
솔리드 농도(토너 공급성) × ○ ○ ○ ×
솔리드 후단 끌림 × ○ ○ ○ △
SR주기 농도 단차 ○ × ○ ○ ○
○ : 우수함 △ : 허용가능 × : 불량
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 비교예 1은 공급롤러의 저항이 너무 낮아서 전류 유출이 발생하여 토너 대전불량이 발생하였으며, 또한 토너 대전불량 및 공급전계 부족으로 공급성, 후단끌림의 불량 발생하였다. 비교예 2는 공급롤러의 탄성이 부족하여 SR주기 농도 단차 발생하였고, 비교예 3는 고저항이라서 토너 공급성 문제 발생하였다. 이에 반해 실시예 1 및 2는 모든 평가에서 우수한 결과를 나타내었다.
도전성 함침액
원료 비교예 4 비교예 5 실시예 3 실시예 4 비교예 6
물 100 100 100 100 100
에탄올 5 5 5 5 5
600J 10 5 5 5 5
아크릴수지 8 8 8 8 8
우레탄 수지 9 9 9 9 9
아세테이트 수지 10 10 10 10 10
폴리피롤 0 10 4 2 0.1
600J: 라이온사(일본), 케첸블랙
도전성 우레탄 공급롤러 단품평가
비교예 4 비교예 5 실시예 3 실시예 4 비교예 6
저항 5.0E+04 7.0E+05 5.0E+06 7.0E+06 2.0E+09
영구압출줄음율(%) 8 13 7 5 5
고온, 고습실험 O.K N.G O.K O.K O.K
비교예 5의 경우, 도전성 고분자가 과량으로 첨가되어 우레탄 폼의 탄성이 부족하게 되고, 이에 따라 영구압축 줄음율, 고온, 고습 실험에서 불량이 발생하였고, 비교예 6의 경우, 도전성 고분자의 첨가량이 너무 적어 고저항을 나타내었다. 이에 반해 실시예 3 및 4는 모두 우수한 실험결과를 나타내었다.
도전성 우레탄 공급롤러 화상평가
비교예 4 비교예 5 실시예 3 실시예 4 비교예 6
솔리드 농도(토너공급성) X O O △ X
솔리드 후단끌림 X O O O △
SR 주기농도단차 O X O O △
O: 우수함, △: 허용가능, X: 불량
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 비교예 4는 공급롤러의 저항이 너무 낮아서 전류 유출로 인한 토너 대전불량이 발생하였으며, 또한, 토너 대전불량 및 공급전계 부족으로 공급성, 후단끌림이 발생하였다. 비교예 5는 공급롤러의 탄성이 부족하여 SR 주기 농도 단차가 발생하였고, 비교예 6은 고저항으로 인해 토너 공급성 문제가 발생하였다. 이에 반해 실시예 3 및 4는 모든 평가에서 우수한 결과를 나타내었다.
본 발명의 제조방법에 따라 제공되는 도전성 폴리우레탄 공급롤러는 중저항대를 나타내며, 프린터, 팩스밀리, 복사기 등과 같은 정전기적 기록장치에 사용될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.

Claims (16)

  1. 폴리우레탄 폼을 마련하는 단계;
    상기 폴리우레탄 폼을 전도성 고분자, 바인더 수지, 전자 도전제 및 용매를 포함하는 도전성 함침액에 함침 후 건조하는 단계;
    상기 건조된 폴리우레탄 폼을 절단하고 샤프트에 압입하는 단계; 및
    상기 압입된 폴리우레탄 폼을 연마하는 단계;를 포함하며,
    상기 전도성 고분자는 폴리티오펜인 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼은 2개 이상의 활성수소를 갖는 화합물, 및 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매, 정포제, 및 발포제의 존재하에서 혼합 및 발포시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 2개 이상의 활성수소를 갖는 화합물은 말단에 하이드록실기를 갖는 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 에스테르 폴리올, 아크릴 변성 폴리올, 및 실리콘 변성 폴리올로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 트릴 렌 디이소시아네이트(TDI), 및 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)와 같은 폴리이소시아네이트 또는 이러한 폴리이소시아네이트의 혼합물이나 변성물인 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 촉매는 3급 아민이나 주석계 촉매인 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 발포제는 물인 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 정포제는 실리콘 정포제인 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 아크릴 수지, 폴리 아크릴산 에스테르 수지, 아크릴산-스틸렌 공중합체, 폴리비닐 알코올, 폴리 아크릴아마이드, 폴리 염화비닐 수지, 우레탄 수지, 초산비닐수지, 부타디엔 수지, 에폭시 수지, 알키드수지, 멜라민 수지, 및 클로로프렌 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 수지이며, 상기 함침액에 대해 5 내지 30phr로 첨가되는 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  11. 제 1항 또는 10항에 있어서, 상기 바인더 수지는 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 전자 도전제는 도전성 카본블랙, 산화 처리를 가한 잉크용 카본, 열분해 카본, 천연 그라프트, 인조 그라프트, 도전성 금속 산화물, 및 금속으로 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 상기 함침액에 대해 3 내지 20phr로 첨가되는 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  13. 제 1항 또는 12항에 있어서, 상기 전자 도전제는 도전성 카본블랙인 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 용매는 물, 알콜 또는 에테르인 것을 특징으로 하는 도전성 공급롤러의 제조방법.
  15. 전도성 고분자, 바인더 수지, 전자 도전제 및 용매로 이루어지는 도전성 함침액에 폴리우레탄 폼을 함침 후 건조시켜 제조되며, 저항이 1.0E+05 ~ 9.0E+07이고 경도가 40~80(ASKER 'F')인 도전성 공급롤러.
  16. 전도성 고분자, 바인더 수지, 전자 도전제 및 용매로 이루어지는 도전성 함침액에 폴리우레탄 폼을 함침 후 건조시켜 제조되며, 저항이 1.0E+05 ~ 9.0E+07이고 경도가 40~80(ASKER 'F')인 도전성 공급롤러를 포함하는 정전기적 기록장치.
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