KR101971768B1 - 전자사진용 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 - Google Patents

전자사진용 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101971768B1
KR101971768B1 KR1020160163313A KR20160163313A KR101971768B1 KR 101971768 B1 KR101971768 B1 KR 101971768B1 KR 1020160163313 A KR1020160163313 A KR 1020160163313A KR 20160163313 A KR20160163313 A KR 20160163313A KR 101971768 B1 KR101971768 B1 KR 101971768B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
group
carbon atoms
hydrogen atom
alkyl group
Prior art date
Application number
KR1020160163313A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170066262A (ko
Inventor
히데야 아리무라
쇼헤이 우루시하라
마사키 야마다
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20170066262A publication Critical patent/KR20170066262A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101971768B1 publication Critical patent/KR101971768B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/02—Charge-receiving layers
    • G03G5/04—Photoconductive layers; Charge-generation layers or charge-transporting layers; Additives therefor; Binders therefor
    • G03G5/043—Photoconductive layers characterised by having two or more layers or characterised by their composite structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F259/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00
    • C08F259/08—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00 on to polymers containing fluorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62—Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6275—Polymers of halogen containing compounds having carbon-to-carbon double bonds; halogenated polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6279—Polymers of halogen containing compounds having carbon-to-carbon double bonds; halogenated polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds containing fluorine atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62—Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6295—Polymers of silicium containing compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0233—Structure, details of the charging member, e.g. chemical composition, surface properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0812—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer regulating means, e.g. structure of doctor blade
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0818—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1665—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat
    • G03G15/167—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer
    • G03G15/1685—Structure, details of the transfer member, e.g. chemical composition
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16—Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/18—Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16—Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/18—Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
    • G03G21/1803—Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/16—Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements
    • G03G21/18—Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements using a processing cartridge, whereby the process cartridge comprises at least two image processing means in a single unit
    • G03G21/1803—Arrangements or disposition of the complete process cartridge or parts thereof
    • G03G21/1814—Details of parts of process cartridge, e.g. for charging, transfer, cleaning, developing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

도전성 베이스와, 적어도 1개의 도전성 수지 층을 포함하는 전자사진용 부재이며, 최외층의 상기 도전성 수지 층이 우레탄 수지를 함유하고, 상기 우레탄 수지가 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조와, 하기 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖는 것인 전자사진용 부재.
Figure 112016118391712-pat00050

Description

전자사진용 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 {MEMBER FOR ELECTROPHOTOGRAPHY, PROCESS CARTRIDGE, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS}
본 개시내용은 전자사진 장치에 사용되는 전자사진용 부재, 및 상기 전자사진용 부재를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치에 관한 것이다.
전자사진용 부재는 현상제 담지체, 전사 부재, 대전 부재, 현상제 공급 부재, 클리닝 부재, 현상제 층 두께 규제 부재 등의 다양한 용도에 사용되는 부재이다. 전자사진용 부재는 고화질성 및 고내구성의 관점에서 그 표면에 표면층이 제공되는 경우가 있다. 예를 들어, 현상제 담지체나 현상제 층 두께 규제 부재의 경우에, 내마모성이 우수하고 현상제에 대한 대전 부여 성능이 우수하기 때문에 우레탄 수지를 함유하는 표면층이 널리 사용되어 왔다.
그러나, 이러한 표면층을 포함하는 전자사진용 부재에서는, 그 표면에 대한 현상제의 부착 억제가 충분하지 않았다. 상기 전자사진용 부재를, 예를 들어 현상제 담지체로서 갖는 전자사진 장치를 사용하여 다수의 전자사진 화상을 형성한 경우에, 상기 전자사진용 부재의 표면에 토너가 부착되어, 토너 박막이 형성되는 경우가 있었다. 이하, 토너 박막이 형성되는 이러한 현상을 토너 막형성으로 지칭할 수 있다.
이에, 토너 막형성을 억제하기 위해, 이형성이 높은 불소 원자나 규소 원자를 우레탄 수지에 함유하는 것이 제안되었다.
일본 특허 공개 제2014-146010호 공보에서는 이소시아누레이트를 형성하는 폴리이소시아네이트 예비중합체와, 불소 원자를 함유하는 관능기 또는 실리콘계 관능기를 갖는 화합물의 반응물을 수지 성분으로서 함유하는 현상 롤러가 제안되었다. 일본 특허 공개 제2014-146010호 공보는 이러한 현상 롤러에서 표면 에너지가 낮은 불소 원자를 함유하는 관능기 또는 실리콘계 관능기를 갖는 화합물이, 현상 롤러 표면 근방에 편석하며, 따라서 토너에 대한 부착력을 저감할 수 있고, 경시적으로 토너 막형성을 억제할 수 있는 것으로 기재하고 있다.
또한, 일본 특허 공개 제2009-151141호 공보에서는, 히드록실기를 갖는 실리콘 그라프트 불소 수지를 폴리이소시아네이트로 경화시킴으로써 형성된 표면 수지 층을 갖는 현상 롤러가 제안되었다.
본 개시내용의 일 형태는, 토너 막형성 내성을 가지면서, 고온 고습 환경 하에서 장기간에 걸쳐 하중을 받는 경우에도 소성 변형이 발생하기 어려운 전자사진용 부재를 제공하는 것에 관한 것이다.
본 개시내용의 다른 형태는, 고온 고습 환경 하에서도 고품위의 전자사진 화상을 안정하게 출력할 수 있는 프로세스 카트리지 및 전자사진 화상 형성 장치를 제공하는 것에 관한 것이다.
본 개시내용의 일 형태에 따르면, 도전성 베이스와, 하나 이상의 도전성 수지 층을 포함하는 전자사진용 부재이며, 최외층의 상기 도전성 수지 층이 우레탄 수지를 함유하고, 상기 우레탄 수지는, 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조와, 하기 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖는 것인 전자사진용 부재가 제공된다.
Figure 112016118391712-pat00001
식 (1) 중, A1은 하기 (A101), (A102), (A103) 및 (A104)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 구조를 나타낸다.
(A101)은, 하기 식 (A101a)에 의해 나타내어진 구조와, 하기 식 (A101b) 또는/및 식 (A101c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구조를 함유하는 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00002
(A102)는, 하기 식 (A102a)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 하기 식 (A102b) 또는/및 식 (A102c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구성 단위를 함유하는 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00003
식 (A102a) 내지 (A102c) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타낸다.
(A103)은 하기 식 (A103a)에 의해 나타내어진 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00004
식 (A103a) 중, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, m은 7 이상의 정수를 나타낸다.
(A104)는 하기 식 (A104a)에 의해 나타내어진 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00005
식 (A104a) 중, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, p는 6 이상의 정수를 나타낸다.
본 개시내용의 다른 형태에 따르면, 전자사진 장치의 본체에 착탈가능하게 탑재가능하도록 구성된 프로세스 카트리지이며, 상기 전자사진용 부재를 포함하는 프로세스 카트리지가 제공된다.
본 개시내용의 추가 형태에 따르면, 상기 전자사진용 부재를 포함하는 전자사진 장치가 제공된다.
본 개시내용의 추가의 특색은 첨부 도면을 참조하여 하기 예시적 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 일 예시적 실시형태에 따른 도전성 롤러의 일례의 단면도이다.
도 2는 일 예시적 실시형태에 따른 도전성 블레이드의 일례의 단면도이다.
도 3은 일 예시적 실시형태에 따른 전자사진 장치의 일례의 개략 구성도이다.
도 4는 일 예시적 실시형태에 따른 프로세스 카트리지의 일례의 개략 구성도이다.
도 5는 도전성 수지 층 중의 우레탄 수지의 일례의 구조 중 일부의 구조식이다.
도 6은 도전성 블레이드의 변형량 측정 장치의 모식도이다.
일 예시적 실시형태에 따른 전자사진용 부재는 도전성 베이스와, 적어도 1개의 도전성 수지 층을 포함하는 전자사진용 부재이며, 최외층의 상기 도전성 수지 층이 우레탄 수지를 함유하고, 상기 우레탄 수지가 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조와, 하기 제시된 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖는 것인 전자사진용 부재이다.
Figure 112016118391712-pat00006
식 (1) 중, A1은 하기 기재된 (A101) 내지 (A104)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 구조를 나타낸다.
(A101)은 하기 제시된 식 (A101a)에 의해 나타내어진 구조와, 하기 제시된 식 (A101b) 또는/및 식 (A101c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구조를 함유하는 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00007
(A102)는 하기 제시된 식 (A102a)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 하기 제시된 식 (A102b) 또는/및 식 (A102c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구성 단위를 함유하는 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00008
식 (A102a) 내지 (A102c) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타낸다.
(A103)은 하기 제시된 식 (A103a)에 의해 나타내어진 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00009
식 (A103a) 중, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, m은 7 이상의 정수를 나타낸다.
(A104)는 하기 제시된 식 (A104a)에 의해 나타내어진 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00010
식 (A104a) 중, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, p는 6 이상의 정수를 나타낸다.
본 발명자들은 이러한 전자사진용 부재가 고온 고습 환경 하에서 장기간에 걸쳐 하중을 받는 경우에도 소성 변형이 발생하기 어려운 이유를 하기와 같이 추측하고 있다.
본 발명자들의 검토에 따르면, 일본 특허 공개 제2014-146010호 공보 및 일본 특허 공개 제2009-151141호 공보에 기재된 현상 롤러는 토너 막형성 내성을 갖지만, 또한 고온 고습 환경 하에서 장기간에 걸쳐 다른 부재로부터 하중을 받은 상태에서 현상 롤러를 방치한 경우에는, 현상 롤러 표면의 다른 부재와의 접촉 부분에서 소성 변형이 발생하는 것으로 판명되었다.
현상 롤러 상의 소성 변형이 발생한 부분은 소성 변형이 발생하지 않은 다른 부분과 토너 반송 성능이 상이하다. 따라서, 이러한 소성 변형이 발생한 현상 롤러를 사용하여 형성한 전자사진 화상에서, 소성 변형에 유래하는 농도 불균일이 나타나는 경우가 있었다. 이에, 본 발명자들은 그 이유에 대해 더욱 검토를 행하여, 그 이유를 하기와 같이 고찰했다.
일본 특허 공개 제2009-151141호 공보에 기재된 실리콘 그라프트 불소 수지를 폴리이소시아네이트로 경화시킴으로써 형성된 표면 수지 층에서는, 극성이 낮은 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조와 극성이 높은 우레탄 결합이 혼재하는 것으로 생각된다. 따라서, 극성 가까운 물질끼리가 서로 집합하는 힘이 작용하여, 극성이 낮은 실리콘 그라프트 불소 수지와 우레탄 결합이 서로 분리되는 방향으로 힘이 작용한다. 또한, 이소시아네이트 유래의 구조는 결정성도 높다. 따라서, 실리콘 그라프트 불소 수지의 실록산 구조가 그 결정 구조 외부로 압출되어 집합하기 쉽다. 그 결과, 자유도가 높은 실리콘 그라프트 불소 수지의 실록산 구조끼리가 집합하여 표면 수지 층 중에서 도메인을 형성할 것으로 추측된다.
이러한 도메인은 비교적 약한 분자간 상호작용에 의해 유지된다. 따라서, 전자사진용 부재가 다른 부재로부터 하중을 받아서 수지가 변형되면, 도메인이 용이하게 붕괴된다. 이어서, 이제까지 서로 근접하지 않았던 표면 수지 층 중의 우레탄 결합끼리가 근접하여, 새로운 수소 결합을 형성한다. 수소 결합은 비교적 견고한 결합이다. 따라서, 표면 수지 층은 원래의 상태로부터 변형된 상태로 용이하게 고정된다. 그 결과, 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조를 갖는 수지 층을 다른 부재로부터 하중을 받은 상태에서 장기간에 걸쳐 방치한 경우에, 소성 변형이 발생하기 쉬운 것으로 생각된다.
이러한 고찰에 기초하여 본 발명자들이 더욱 검토를 행한 결과, 우레탄 수지 중에 특정한 구조, 즉 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 배합하는 것에 의해, 소성 변형의 발생을 억제할 수 있는 것을 발견했다.
식 (1)에 의해 나타내어진 구조는 일본 특허 공개 제2009-151141호 공보에 따른 폴리이소시아네이트의 극성에 비해 더 낮은 극성을 갖는 구조이며, 따라서 우레탄 결합과 실록산 구조 사이에 발생했던 극성 차를 완화시킬 수 있는 것으로 생각된다. 식 (1)에 의해 나타내어진 구조는 결정성이 낮은 구조이며, 따라서 이러한 구조를 우레탄 수지 중에 배합하는 것에 의해, 우레탄 수지 전체의 결정화를 억제할 수 있는 것으로 생각된다. 따라서, 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖는 우레탄 수지 중에서는, 소성 변형의 발생 요인인, 실록산 구조에 의한 도메인의 형성 자체가 억제될 것으로 추측된다.
식 (1)에 의해 나타내어진 구조는 우레탄 수지에 유연성을 부여한다. 따라서, 이러한 구조를 갖는 우레탄 수지를 함유하는 층에서는, 소성 변형이 커질 것으로 추측된다. 우레탄 수지의 유연화는 식 (1)에 의해 나타내어진 구조의 극성이 우레탄 수지 중의 우레탄 결합의 극성에 비해 더 낮다는 사실로부터 유래하는 것으로 생각된다. 보다 구체적으로, 우레탄 수지 중에 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 배합하는 것에 의해, 우레탄 수지의 주쇄 중의 전하의 국재 상태를 저감하여, 우레탄 수지의 주쇄끼리의 정전 상호작용 등의 상호작용이 발생하기 어려워져서, 우레탄 수지가 유연화되는 것으로 생각된다.
그러나, 우레탄 수지 중에 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조를 갖는 경우에는, 불소 수지의 주쇄가 강직하다. 따라서, 우레탄 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖더라도, 우레탄 수지의 유연화가 억제될 것으로 추측된다. 보다 구체적으로, 실리콘 그라프트 불소 수지의 강직성이 우레탄 수지를 보강하여, 소성 변형의 발생 억제에 기여하는 것으로 생각된다.
전자사진용 부재
전자사진용 부재란, 현상 롤러, 전사 롤러, 대전 롤러 및 현상제 공급 롤러 등의 도전성 롤러, 및 클리닝 블레이드 및 현상 블레이드 등의 도전성 블레이드를 지칭한다.
전자사진용 부재는 전자사진 장치에 탑재했을 경우에 필요한 저항을 갖는 것이 적합하다. 구체적으로, 전기 저항 값이 103 Ω·cm 이상 109 Ω·cm 이하인 것이 적합하다.
제1 실시형태
전자사진용 부재의 일 예시적 실시형태로서 도전성 롤러를 들 수 있다. 도 1의 (a) 내지 (c)는 각각 도전성 롤러의 일례의 단면도를 나타낸다.
도 1의 (a)에 도시된 도전성 롤러(10)는 도전성 베이스(12)와, 상기 도전성 베이스(12)의 외주에 제공된 탄성층(13)을 포함하며, 탄성층(13)의 외주에 도전성 수지 층(14)이 형성된다. 탄성층(13)은 도전성 롤러(10)의 다른 부재, 예를 들어 전자사진 감광체 (이하, 감광체로 지칭됨)와의 접촉 부분에서, 미리 결정된 폭의 닙을 형성하기 위해 필요한 탄성을 도전성 롤러(10)에 부여하는 기능을 갖는다. 도전성 수지 층(14)은 상기 기재된 특정한 구조를 갖는 우레탄 수지를 함유한다.
도전성 롤러(10)는 탄성층(13)을 2개 이상 가질 수 있다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 도전성 롤러(10)는 탄성층(13)을 갖지 않는 것일 수 있다. 그러나, 닙을 확보하는 관점에서 도전성 롤러(10)는 탄성층(13)을 갖는 것이 적합하다. 또한, 도전성 롤러(10)는 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 도전성 수지 층(14) 이외에도, 중간층(15)으로서 1개 또는 2개 이상의 도전성 수지 층을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 적어도 최외층의 도전성 수지 층이 상기 기재된 특정한 구조를 갖는 우레탄 수지를 함유하는 것이 필요하다.
베이스
베이스(12)는 중실 또는 중공의 원통 형상을 가지며, 도전성 롤러(10)의 전극 및 지지 부재로서 기능한다. 베이스(12)는 알루미늄 및 구리 등의 금속; 스테인리스강 등의 합금; 크롬 또는 니켈로 도금 처리를 실시한 철; 및 도전성을 갖는 합성 수지 등의 도전성 재료를 함유한다.
탄성층
탄성층(13)은 고무 재료의 성형체인 것이 적합하다. 고무 재료로서, 예를 들어 하기 물질을 들 수 있다. 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무 (EPDM), 아크릴니트릴-부타디엔 고무 (NBR), 클로로프렌 고무 (CR), 천연 고무 (NR), 이소프렌 고무 (IR), 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 불소 고무, 실리콘 고무, 에피클로로히드린 고무, NBR 수소화물, 및 우레탄 고무를 들 수 있다. 이들 고무 재료는 단독으로 또는 이들 중 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
이들 고무 재료 중에서도, 압축 영구 변형의 억제 및 유연성의 관점에서, 실리콘 고무가 특히 적합하다. 실리콘 고무의 예로서는 폴리디메틸실록산, 폴리트리플루오로프로필실록산, 폴리메틸비닐실록산, 폴리페닐비닐실록산, 및 이들 폴리실록산의 공중합체를 들 수 있다.
탄성층(13) 중에는, 도전성 부여제, 비도전성 충전제, 가교제 및 촉매 등의 다양한 첨가제가, 이들 첨가제를 배합하는 목적이 달성되고 본원에 개시된 효과가 손상되지 않는 범위에서 적절히 배합된다.
도전성 부여제로서는 카본 블랙; 알루미늄 및 구리 등의 도전성 금속; 산화아연, 산화주석 및 산화티타늄 등의 도전성 금속 산화물의 미립자; 및 4급 암모늄염 등의 이온 도전제가 사용될 수 있다. 상기 중에서도, 카본 블랙이 비교적 용이하게 입수가능한 관점 및 도전성 부여 성능과 보강 성능의 관점에서 특히 적합하다.
비도전성 충전제의 예로서는 실리카, 석영 분말, 산화티타늄, 산화아연 또는 탄산칼슘을 들 수 있다.
가교제로서는 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들어 테트라에톡시실란, 디-t-부틸퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산 또는 디쿠밀 퍼옥시드를 들 수 있다.
탄성층(13)의 두께는 0.3 mm 이상 4.0 mm 이하인 것이 적합하다.
도전성 수지 층
최외층의 도전성 수지 층(14)은 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조와, 하기 제시된 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖는다.
Figure 112016118391712-pat00011
식 (1) 중, A1은 하기 제시된 (A101) 내지 (A104)로부터 선택된 적어도 1개의 구조를 나타낸다.
(A101)은 하기 제시된 식 (A101a)에 의해 나타내어진 구조와, 하기 제시된 식 (A101b) 또는/및 식 (A101c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구조를 함유하는 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00012
(A102)는 하기 제시된 식 (A102a)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 하기 제시된 식 (A102b) 또는/및 식 (A102c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구성 단위를 함유하는 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00013
식 (A102a) 내지 (A102c) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내며, 식 (A102a) 내지 식 (A102c) 중의 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내는 것이 적합하다.
(A103)은 하기 제시된 식 (A103a)에 의해 나타내어진 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00014
식 (A103a) 중, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, m은 7 이상의 정수를 나타내며, R3 및 R4는 수소 원자 또는 메틸기이고 m은 9 이상 12 이하의 정수인 것이 적합하다.
(A104)는 하기 제시된 식 (A104a)에 의해 나타내어진 구조이다.
Figure 112016118391712-pat00015
식 (A104a) 중, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, p는 6 이상의 정수를 나타내며, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고 p는 7 이상 12 이하의 정수인 것이 적합하다.
(A101) 내지 (A104)의 모든 구조는 결정성이 비교적 낮고, 탄소 원자가 어느 정도 연속 결합된 구조로 인해 극성도 낮다. 따라서, 이러한 구조는 우레탄 수지 중에서 실록산 구조의 집합을 억제하는 것으로 생각된다.
구체적으로, (A101) 및 (A102)의 구조는 탄소 원자 4개 이상이 이어진 구조를 가지며, 따라서 극성이 낮고, 이러한 구조와 실리콘 그라프트 불소 수지 골격 사이에 발생하는 극성 차를 완화시킬 수 있다. 또한, 구조의 주쇄 중에 측쇄가 도입되고, 결정성도 낮게 유지된다. 예를 들어, 식 (A101a)에 의해 나타내어진 구조만이 이어진 폴리테트라메틸렌 구조의 결정성에 비해 식 (A101b) 또는/및 식 (A101c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구조를 갖는 것의 결정성이 더 낮은 것으로 판명되어 있다.
(A103) 및 (A104)의 구조는 탄소 원자 7개 이상 및 탄소 원자 6개 이상이 이어진 구조를 가지며, 따라서 극성이 낮게 유지된다. (A103) 및 (A104)의 구조는 초기에 결정성이 낮기 때문에, (A101) 및 (A102)의 구조에서와 같이 측쇄를 도입하여 결정성을 감소시키는 것일 항상 필요하지는 않다.
식 (1) 중의 A1의 구조는 (A101) 내지 (A104)의 구조 중에서도, (A101) 내지 (A103)으로부터 선택된 적어도 1개의 구조를 갖는 것이 적합하다. A1의 구조가 (A101) 내지 (A103)으로부터 선택된 적어도 1개의 구조를 갖는 경우에, 전자사진용 부재의 소성 변형이 더 발생하기 어렵다.
우레탄 수지는 적합하게는 하기 제시된 식 (2) 및 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위를 갖는 것이다.
Figure 112016118391712-pat00016
식 (2) 중, R7은 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타낸다.
식 (2) 중, R7은 불소 원자를 나타내는 것이 적합하고, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자 및 염소 원자로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내는 것이 적합하다. R7 내지 R9는 각각의 구성 단위마다 상이할 수 있다.
Figure 112016118391712-pat00017
식 (3) 중, R10은 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, L은 연결기를 나타내고, R11 내지 R15는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 2 이하의 알킬기를 나타내고, R16 내지 R17은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, n은 1 이상의 정수를 나타낸다.
식 (3) 중의 연결기 L은 식 (3) 중의 실록산 구조 부분을 측쇄 중에 도입하는 공지의 반응에 의해 형성되는 결합이며, 특별히 제한되지는 않는다. 연결기 L의 구체예로서는 단일 결합, 탄소 원자수 1 이상 2 이하의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기, 또는 상기 알킬렌기 중의 임의의 탄소-탄소 결합이 에스테르 결합, 에테르 결합, 아미드 결합 또는 그의 조합에 의해 치환된 기를 들 수 있다. 알킬렌기 중의 탄소 원자수는 특별히 제한되지는 않지만, 2 이상 10 이하인 것이 적합하다.
식 (3) 중, R10은 적합하게는 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 2 이하의 알킬기이고, R11 내지 R14는 적합하게는 탄소 원자수 1 이상 2 이하의 알킬기이고, R15는 적합하게는 탄소 원자수 1 이상 2 이하의 알킬기이고, R16 및 R17은 적합하게는 수소 원자 또는 메틸기이다.
우레탄 수지는 식 (2) 및 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위 이외에도, 하기 제시된 식 (4)에 의해 나타내어진 구성 단위를 가질 수 있다.
Figure 112016118391712-pat00018
식 (4) 중, R18은 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, R19는 단일 결합, 에테르 결합 및 에스테르 결합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, R20은 탄소 원자수 1 이상 12 이하의 알킬기, 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 탄소 원자수 2 이상 12 이하의 알케닐기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타낸다. R21 및 R22는 각각 수소 원자인 것이 특히 적합하다.
도전성 수지 층의 형성 방법
식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖는 우레탄 수지는, 히드록실기를 갖는 실리콘 그라프트 불소 수지 (이하, "히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지"로 지칭됨)와, (A101) 내지 (A104)의 구조를 갖는 폴리올을 이소시아네이트 화합물로 가교시킴으로써 얻어진 경화물인 것이 적합하다.
도전성 수지 층(14)은 상기 기재된 성분을 혼합함으로써 얻어진 코팅 용액을 탄성층(13) 또는 베이스(12) 상에 도포하고, 이어서 건조시키고, 가열 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 코팅 용액의 도포 방법은 특별히 제한되지는 않지만, 스프레이 코팅, 침지 코팅 또는 롤 코팅을 들 수 있다. 일본 특허 공개 (소)57-5047호 공보에 기재된 침지 탱크 상단부로부터 코팅 용액을 오버플로우시키는 것을 포함하는 침지 코팅 방법은, 수지 층의 형성 방법으로서 간편하고, 생산 안정성이 우수하다.
도전성 수지 층(14)의 두께는 적합하게는 1.0 μm 이상 50 μm 이하, 특히 적합하게는 5 μm 이상 30 μm 이하이다.
이하, 코팅 용액 중에 함유되는 상기 기재된 성분에 대해 개별적으로 기재한다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지에서, 히드록실기는 하기 기재된 이소시아네이트 화합물 중의 이소시아네이트기와 반응한다.
구체적으로, 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지는 상기 제시된 식 (2) 및 식 (3) 및 하기 제시된 식 (5)에 의해 나타내어진 구성 단위를 갖는 것이 적합하다.
Figure 112016118391712-pat00019
식 (5) 중, R23은 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타낸다. R24는 단일 결합, 에테르 결합 및 에스테르 결합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타낸다. R25는 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬렌기, 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 탄소 원자수 2 이상 10 이하의 알케닐렌기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴렌기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타낸다. R26 및 R27은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 및 탄소 원자수 1 이상 5 이하의 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타낸다. 여기서, 치환기의 구체예로서는 메틸기, 에틸기, n-프로필기 및 n-부틸기 등의 C1 내지 C4의 알킬기를 들 수 있다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지의 분자량은 특별히 제한되지는 않지만, 그의 수 평균 분자량이 적합하게는 5000 이상 2500000 이하, 특히 적합하게는 20000 이상 100000 이하이다. 수 평균 분자량이 상기 언급된 범위 내이면, 토너 부착 억제 효과가 높고, 반응 시에 겔화가 발생하기 어렵다. 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 중의 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위 부분의 분자량 (수 평균 분자량)은 200 이상 100000 이하, 특히 적합하게는 1000 이상 50000 이하, 더욱 적합하게는 15000 이상 30000 이하이다. 분자량이 상기 언급된 범위 내이면, 토너 부착 억제 효과가 더 높다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지로서는 시판품이 사용될 수 있다. 시판품의 예로서는, 예를 들어 "ZX001", "ZX007C", "ZX017", "ZX022", "ZX022C" 및 "ZX022H" (모두 상표명, 티앤드케이 토카 캄파니, 리미티드(T&K TOKA Co, Ltd.) 제조)를 들 수 있다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지는 하기 2종의 방법 (i) 및 (ii)에 의해 얻을 수 있다.
(i) 불소 함유 중합성 화합물, 실록산 구조를 갖는 중합성 화합물 및 히드록실기를 갖는 중합성 화합물의 중합 반응; 및
(ii) 라디칼 중합성 기를 갖는 용제 가용성 불소 수지, 실록산 구조를 측쇄에 갖는 중합성 화합물 및 히드록실기를 갖는 중합성 화합물의 중합 반응.
(i)의 중합 반응
상기 기재된 (i)의 중합 반응에서, 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지는
식 (2)에 의해 나타내어진 구성 단위를 부여하는 불소 함유 중합성 화합물과,
식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위를 부여하는 실록산 구조를 갖는 중합성 화합물과,
식 (5)에 의해 나타내어진 구성 단위를 부여하는 히드록실기를 갖는 중합성 화합물
을 중합시킴으로써 얻을 수 있다.
불소 함유 중합성 화합물로서는 클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 또는 α,β,β-트리플루오로스티렌이 적합하다.
실록산 구조를 갖는 중합성 화합물의 예로서는 라디칼 중합성 기를 갖는 중합성 화합물을 들 수 있다. 라디칼 중합성 기의 구체예로서는 비닐기, 알릴기 및 (메트)아크릴로일기를 들 수 있다. 실록산 구조를 측쇄에 갖는 중합성 화합물로서는 구체적으로 하기 물질이 적합하다;
비닐(트리메틸실록시)디메틸실란 등의 비닐 변성 오르가노디실록산;
(메트)아크릴로일옥시 (트리메틸실록시)디메틸실란 등의 (메트)아크릴 변성 오르가노디실록산;
5,6,6-트리플루오로-5-헥세닐(트리에틸실록시)디에틸 실란 등의 트리플루오로비닐 변성 오르가노디실록산;
일 말단 비닐 변성 디메틸 폴리실록산;
일 말단 (메트)아크릴 변성 디메틸 폴리실록산; 및
일 말단 트리플루오로비닐 변성 디메틸 폴리실록산.
실록산 구조를 갖는 중합성 화합물의 수 평균 분자량은 특별히 제한되지는 않지만, 적합하게는 1000 이상 50000 이하, 특히 10000 이상 30000 이하이다.
실록산 구조를 갖는 중합성 화합물은 공지의 방법에 의해 제조될 수 있다.
예를 들어, 트리플루오로비닐 변성 오르가노디실록산은 할로실란을 트리플루오로비닐기를 갖는 중합성 화합물과 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 일 말단 변성 디메틸 폴리실록산은 환상 실록산의 유기 리튬에 의한 절단 반응과, 클로로비닐실란 등의 라디칼 중합성 기를 갖는 할로실란과의 반응의 조합에 의해 제조될 수 있다.
또한, 실록산 구조를 측쇄에 갖는 중합성 화합물로서는 시판품이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 말단 변성 디메틸 폴리실록산의 시판품의 예로서는 "실라플레인(SILAPLANE) FM-0711" 및 "실라플레인 FM-0725" (모두 상표명, 제이엔씨(JNC) 제조) 및 "X22-174DX" (신에쓰 케미칼 캄파니, 리미티드(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 제조)를 들 수 있다.
실록산 구조를 갖는 중합성 화합물은 단독으로 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.
히드록실기를 갖는 중합성 화합물로서는 하기 물질을 들 수 있다;
히드록시메틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 2-(히드록시메틸) (메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메트)아크릴레이트 및 1,4-시클로헥산 디메탄올 모노(메트)아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 (메트)아크릴레이트; 및
2-히드록시에틸비닐에테르, 3-히드록시프로필비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 디에틸렌 글리콜 모노비닐에테르, 및 2-에틸 1-비닐옥시헥산 등의 히드록실기 함유 비닐에테르.
"(메트)아크릴레이트"가 지칭되는 경우에는, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 지칭하는 것이다. 히드록실기를 갖는 중합성 화합물은 단독으로 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지는, 상기 제시된 식 (4)에 의해 나타내어진 구성 단위를 부여하는 중합성 화합물을 상기 기재된 중합성 화합물과 조합하여 중합시킴으로써 얻을 수 있다. 이러한 중합성 화합물의 구체예로서는 하기 물질을 들 수 있다;
메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, n-라우릴 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트 및 시클로헥실 (메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, t-부틸비닐에테르, 이소부틸비닐에테르, n-부틸비닐에테르, n-헥실비닐에테르, n-옥틸비닐에테르, n-라우릴비닐에테르, 2-에틸헥실비닐에테르 및 시클로헥실비닐에테르 등의 비닐에테르.
중합 반응을 위해, 공지의 임의의 중합 반응 방법이 사용될 수 있다. 특히, 용액 라디칼 중합 방법 또는 비수분산 라디칼 중합 방법을 사용하는 것이 적합하다.
중합 개시제로서는 광라디칼 개시제나 열라디칼 개시제가 사용될 수 있다. 광라디칼 개시제로서는 아세토페논, 벤조인, 벤조페논, 포스핀 옥시드, 케탈, 안트라퀴논, 티오크산톤, 아조 화합물, 과산화물, 2,3-디알킬디온 화합물, 디술피드 화합물, 플루오로 아민 화합물, 방향족 술포늄, 로핀 이량체, 오늄염, 붕산염, 활성 에스테르, 활성 할로겐, 무기 착체 및 쿠마린을 들 수 있다. 이들 개시제는 단독으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 광라디칼 개시제는 단량체 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상 15 질량부 이하의 범위로 사용하는 것이 적합하다. 또한, 필요에 따라, n-부틸아민이나 트리에틸아민 등의 광증감제를 첨가할 수 있다. 열라디칼 개시제로서는 유기 또는 무기 과산화물, 및 유기 아조 및 디아조 화합물이 사용될 수 있다.
상기 기재된 (i)의 중합 반응에 의해 얻어진 우레탄 수지는 상기 제시된 식 (2)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 상기 제시된 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위를 동일 쇄 중에 갖는다. 구체적으로, 우레탄 수지는 하기 제시된 식 (6)에 의해 나타내어진 구조를 갖는다.
Figure 112016118391712-pat00020
식 (6) 중, A2는 상기 제시된 식 (2)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 상기 제시된 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위를 함유하는 구조이다.
(ii)의 중합 반응
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지는 상기 기재된 (i)의 중합 반응에서의 불소 함유 중합성 화합물 대신에, 라디칼 중합성 기를 갖는 용제 가용성 불소 수지를 사용함으로써 얻을 수 있다.
라디칼 중합성 기를 갖는 용제 가용성 불소 수지는 용제 가용성 불소 수지 중에 라디칼 중합성 기를 도입함으로써 얻을 수 있다.
용제 가용성 불소 수지는 유기 용제에 용해되는 불소 수지이며, 용제 가용성 불소 수지가 유기 용제 중에서 반응할 수 있고 유기 용제에 용해시켜서 코팅 용액으로 형성하기에 용이하다는 이점을 갖는다. 이러한 용제 가용성 불소 수지는, 상기 기재된 방법 (i)에서와 마찬가지 방식으로, 불소 함유 중합성 화합물과, 다른 중합성 화합물 또는 히드록실기를 갖는 중합성 화합물을 서로 반응시킴으로써 얻을 수 있다.
또한, 용제 가용성 불소 수지로서는 시판품이 사용될 수 있다. 용제 가용성 불소 수지의 시판품의 예로서는, 예를 들어 "세프랄 코트(Cefral Coat)" 시리즈 (PX-40, A202B, A606X 및 CF803, 모두 상표명, 센트럴 글래스 캄파니, 리미티드(Central Glass Co., Ltd.) 제조), "루미플론(LUMIFLON)" 시리즈 (LF-100, LF-200, LF-302, LF-400, LF-554, LF-600 및 LF-986N, 모두 상표명, 아사히 글래스 캄파니, 리미티드(Asahi Glass Co., Ltd.) 제조), "자플론(ZAFLON)" 시리즈 (FC-110, FC-220, FC-250, FC-275, FC-310, FC-575 및 XFC-973, 모두 상표명, 도아고세이 캄파니, 리미티드(Toagosei Co., Ltd.) 제조), "제플(ZEFFLE) GK-510" (상표명, 다이킨 인더스트리즈, 리미티드(Daikin Industries, LTD.) 제조), 및 "플루오네이트(FLUONATE)" 시리즈 (상표명, 다이니폰 잉크 앤드 케미칼스, 인코포레이티드(Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated) 제조)를 들 수 있다.
히드록실기를 갖는 용제 가용성 불소 수지는 단독으로 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.
용제 가용성 불소 수지는 히드록실기를 분자 내에 갖는다. 따라서, 이러한 히드록실기와 반응할 수 있는 유기 기 및 라디칼 중합성 기를 겸비하는 중합성 화합물을 반응시킴으로써, 그 분자 내에 라디칼 중합성 기를 도입할 수 있다. 히드록실기와 반응할 수 있는 유기 기의 예로서는, 예를 들어 이소시아네이트기, 카르복실기, 히드록실기, 알데히드기 및 에폭시기를 들 수 있다. 상기 중에서도, 이소시아네이트기가 반응성이 높고 반응이 용이하기 때문에, 이소시아네이트기가 적합하다. 라디칼 중합성 기의 예로서는, 예를 들어 비닐기, 알릴기 및 (메트)아크릴로일기를 들 수 있다.
히드록실기와 반응할 수 있는 유기 기와 라디칼 중합성 기를 겸비하는 중합성 화합물의 구체예로서는, 예를 들어 메타크릴로일 이소시아네이트, 2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트, 알릴 이소시아네이트, m- 또는 p-이소프로페닐-α,α-디메틸벤질 이소시아네이트를 들 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.
상기 기재된 중합 반응 (ii)에 의해 얻어진 우레탄 수지에서는, 상기 기재된 방법 (i)과 달리, 상기 제시된 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위가 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조의 불소 수지 골격으로부터 분지화된 분지쇄 중에 존재한다.
폴리올
폴리올로서는 상기 제시된 (A101) 내지 (A104)로부터 선택된 적어도 1개의 구조를 갖는 것이 사용된다.
(A101)의 구조를 갖는 폴리올은 적합하게는 상기 기재된 특정한 구조를 갖는 폴리에테르 폴리올, 특히 적합하게는 테트라히드로푸란과 3-메틸-테트라히드로푸란의 개환 공중합을 행함으로써 얻어진 폴리에테르 디올이다. (A101)의 구조를 갖는 폴리올의 수 평균 분자량은 적합하게는 500 이상 5000 이하, 특히 적합하게는 1000 이상 3000 이하이다. (A101)의 구조를 갖는 폴리올의 예로서는 호도가야 케미칼 캄파니, 리미티드(HODOGAYA CHEMICAL CO., LTD.) 제조의 "PTG-L1000" 및 "PTG-L3000"을 들 수 있다.
(A102)의 구조를 갖는 폴리올로서는 폴리부타디엔 디올 또는 폴리이소프렌 디올인 것이 적합하다. (A102)의 구조를 갖는 폴리올의 수 평균 분자량은 적합하게는 1000 이상 5000 이하, 특히 적합하게는 1000 이상 4000 이하이다. (A102)의 구조를 갖는 폴리올의 예로서는 이데미츠 고산(Idemitsu Kosan) 제조의 "폴리(Poly) ip" 및 "폴리 bd", 및 니폰 소다 캄파니, 리미티드(Nippon Soda Co., Ltd.) 제조의 "G-1000", "G-2000" 및 "G-3000"을 들 수 있다.
(A103)의 구조를 갖는 폴리올로서는 1,9-노난디올 유래의 폴리카르보네이트 디올인 것이 적합하다. (A103)의 구조를 갖는 폴리올의 수 평균 분자량은 적합하게는 500 이상 5000 이하, 특히 적합하게는 1000 이상 3000 이하이다. (A103)의 구조를 갖는 폴리올의 예로서는 쿠라레이 캄파니, 리미티드(Kuraray Co., Ltd.) 제조의 "쿠라레이 폴리올 C1090", "쿠라레이 폴리올 C2090" 및 "쿠라레이 폴리올 C3090"을 들 수 있다.
(A104)의 구조를 갖는 폴리올로서는 아젤라산 또는 세바스산 유래의 폴리에스테르 디올인 것이 적합하다. (A104)의 구조를 갖는 폴리올의 수 평균 분자량은 적합하게는 1000 이상 5000 이하, 특히 적합하게는 2000 이상 4000 이하이다. (A104)의 구조를 갖는 폴리올의 예로서는 이토 오일 케미칼스 캄파니, 리미티드(ITOH OIL CHEMICALS CO., LTD.) 제조의 "URIC SE-2606", "URIC SE-3506"을 들 수 있다.
폴리올로서, (A101) 내지 (A104) 중 어느 구조도 갖지 않는 폴리올이, 본원에 개시된 효과가 손상되지 않는 한 필요에 따라 조합되어 사용될 수 있다. 이러한 폴리올로서는 구체적으로 하기 물질을 들 수 있다; 폴리프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 및 테트라에틸 글리콜 등의 폴리에테르 폴리올; 및 1,4-부탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올 및 네오펜틸 글리콜 등의 디올 성분 또는 트리메틸올프로판 등의 트리올 성분과, 글루타르산, 아디프산 및 세바스산 등의 디카르복실산 사이의 축합 반응에 의해 얻어진 지방족 폴리에스테르 폴리올.
(A101) 내지 (A104) 중 어느 구조도 갖지 않는 폴리올은, 필요에 따라 미리 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트 (TDI), 1,4-디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI) 및 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI) 등의 이소시아네이트로 쇄 연장시킨 예비중합체일 수 있다. 또한, 폴리올로서, (A101) 내지 (A104)로부터 선택된 적어도 1개의 구조를 갖는 폴리올과, 예비중합체가 조합되어 사용될 수 있다.
이소시아네이트 화합물
이소시아네이트 화합물은 상기 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 및 상기 기재된 특정한 구조를 갖는 폴리올 중의 히드록실기와 반응하여 우레탄 결합을 형성한 다음, 이들을 가교시킨다.
이소시아네이트 화합물로서는 이소시아네이트기를 2개 이상 갖는 공지의 디이소시아네이트가 적합하게 사용될 수 있으며, 이소시아네이트 화합물은 특별히 제한되지는 않는다. 구체적으로, 하기 물질이 적합하게 사용된다; 에틸렌 디이소시아네이트 및 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI) 등의 지방족 폴리이소시아네이트; 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 시클로헥산 1,3-디이소시아네이트 및 시클로헥산 1,4-디이소시아네이트 등의 지환식 폴리이소시아네이트; 및 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 (TDI), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 중합체 디페닐메탄 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트 및 나프탈렌 디이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트.
이소시아네이트 화합물은 또한 미리 폴리올로 쇄 연장시킨 예비중합체로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 예비중합체 중의 이소시아네이트 함유량은 3.0 질량% 이상 5.0 질량% 이하의 범위인 것이 적합하다.
이소시아네이트 화합물은 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지의 히드록실기 수와 폴리올의 히드록실기 수의 합계에 대한 이소시아네이트기의 수의 비 (이하, "NCO기/OH기 비"로 지칭됨)가 1.0 이상 2.0 이하의 범위로 되도록 하는 방식으로 혼합하는 것이 적합하다.
도 5는 우레탄 수지의 일례의 구조 중 일부의 구조식을 제시한다. 이러한 우레탄 수지는 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지와, 식 (A102a) 및 식 (A102c)에 의해 나타내어진 구조를 갖는 폴리올을 중합체 MDI로 가교시킴으로써 얻어진다. 도 5에서, 우레탄 수지는 식 (2) 및 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위를 갖는다. 식 (1) 중의 A1에 해당하는 부분은 식 (A102a) 및 식 (A102c)에 의해 나타내어진 구조를 가지며, 인접하는 우레탄 결합 사이에 끼워져 있다. 도 5에서, e, f, h 및 k는 각각 독립적으로 양의 정수를 나타낸다.
수지 중의 기타 성분
도전성 수지 층(14)에는, 수지의 배합제로서 일반적으로 사용되는 충전제, 도전제, 연화제, 가공 보조제, 점착 부여제, 표면 점착 방지제 및 발포제를, 이들 배합제를 배합하는 목적이 달성되고 본원에 개시된 효과가 손상되지 않는 한 첨가할 수 있다.
도전제로서는,
카본 블랙; 알루미늄 및 구리 등의 도전성 금속;
산화아연, 산화주석 및 산화티타늄 등의 도전성 금속 산화물의 미립자;
4급 암모늄염, 붕산염, 과염소산염 및 이온 액체 등의 이온 도전제
가 사용될 수 있다.
상기 중에서도, 카본 블랙 및 이온 도전제가 고온 고습 환경 하에서 다량의 인쇄를 반복적으로 행했을 때의 저항 변동을 억제할 수 있기 때문에, 카본 블랙 및 이온 도전제가 특히 적합하다.
도전제로서 카본 블랙을 사용하는 경우에, 카본 블랙의 함유량은 경도, 분산성 및 도전성의 관점에서 도전성 수지 층(14)을 형성하는 수지 고형분 100 질량부에 대해 10 질량부 이상 30 질량부 이하인 것이 적합하다. 도전제로서 이온 도전제를 사용하는 경우에, 이온 도전제의 함유량은 블리드 아웃 및 도전성의 관점에서 수지 고형분 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하인 것이 적합하다.
도전성 수지 층(14) 중에, 비도전성 충전제, 가교제, 촉매 등의 다양한 첨가제를, 상기 기재된 탄성층(13)에서와 같이 이들 배합제를 배합하는 목적이 달성되고 본원에 개시된 효과가 손상되지 않는 한 적절히 배합할 수 있다. 이들 첨가제의 구체예로서는 탄성층(13)용 첨가제로서 언급된 마찬가지의 첨가제가 사용될 수 있다.
전자사진용 부재의 표면 조도를 조정하기 위해, 도전성 수지 층(14)에 조도 제어용 미립자를 첨가할 수 있다. 조도 제어용 미립자의 부피 평균 입자 직경은 3 μm 이상 20 μm 이하인 것이 적합하다. 도전성 수지 층(14)에 첨가되는 조도 제어용 미립자의 첨가량은 도전성 수지 층(14)의 수지 고형분 100 질량부에 대해 1 질량부 이상 50 질량부 이하인 것이 적합하다. 조도 제어용 미립자로서는 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴 수지 및 페놀 수지의 미립자가 사용될 수 있다.
중간층
중간층(15)은 도전성 수지 층이다. 중간층(15)을 형성하는 바인더 수지로서는 공지의 수지가 사용될 수 있으며, 바인더 수지는 특별히 제한되지는 않는다. 바인더 수지로서는, 예를 들어 하기 물질을 들 수 있으며, 이들 물질은 단독으로 또는 이들 중 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 우레탄 수지, 에폭시 수지, 우레아 수지, 에스테르 수지, 아미드 수지, 이미드 수지, 아미드 이미드 수지, 페놀 수지, 비닐 수지, 실리콘 수지 및 불소 수지를 들 수 있다.
상기 중에서도, 내마모성 및 유연성의 관점에서 우레탄 수지가 특히 적합하다.
제2 실시형태
전자사진용 부재의 일례로서 도전성 블레이드를 들 수 있다.
도 2는 도전성 블레이드의 일례의 길이 방향에 대해 직교하는 방향을 따라 절단했을 때의 단면도이다.
도전성 블레이드(40)는 도전성 지지 기재 (베이스)(41)와, 상기 도전성 지지 기재(41)의 외주에 제공된 도전성 수지 층(42)을 함유한다. 지지 기재(41)는 블레이드 형상을 가지며, 도전성 블레이드의 전극 및 지지 부재로서 기능한다. 지지 기재(41)는 알루미늄 및 구리 등의 금속; 스테인리스강 등의 합금; 크롬 또는 니켈로 도금 처리를 실시한 철; 및 도전성을 갖는 합성 수지 등의 도전성 재료를 함유한다.
도전성 수지 층(42)은 제1 실시형태의 도전성 수지 층(14)과 마찬가지이다. 도전성 수지 층(42)은 도전성 수지 층(14)의 형성 방법에서와 마찬가지 방식으로 제조된 코팅 용액을 스프레이 코팅 또는 침지 코팅에 의해 도포하고, 이를 건조시킨 다음, 코팅막을 가열 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 도전성 수지 층(42)의 두께는 적합하게는 1.0 μm 이상 50 μm 이하, 특히 적합하게는 5 μm 이상 30 μm 이하이다.
전자사진 장치
상기 기재된 전자사진용 부재는 전자사진 장치의 현상 롤러, 전사 롤러, 대전 롤러 및 현상제 공급 롤러 등의 도전성 롤러, 및 클리닝 블레이드 및 현상 블레이드 등의 도전성 블레이드로서 적합하게 사용될 수 있다. 특히, 전자사진용 부재는 현상 롤러, 대전 롤러 또는 현상 블레이드로서 적합하게 사용될 수 있다.
도 3은 전자사진 장치의 일례의 단면도이며, 상기 기재된 전자사진용 부재를 현상 롤러로서 갖는다. 도 3에 도시된 전자사진 장치에는, 현상 롤러(11) (도전성 롤러), 토너 공급 롤러(19), 토너 용기(20) 및 현상 블레이드(21)를 포함하는 현상 장치(22)가 착탈가능하게 탑재된다. 현상 롤러(11)는 토너 용기(20) 내의 길이 방향으로 연장되는 개구부에 위치하며, 감광체(18)와 대향하도록 배치된다. 토너 용기(20)는 1성분 현상제로서 토너(20a)를 수용하고 있다. 토너(20a)는 토너 공급 롤러(19)에 의해 현상 롤러(11)의 표면에 공급되고, 이때 현상 블레이드(21)에 의해 현상 롤러(11)의 표면 상에 미리 결정된 두께의 층을 갖는 토너 층이 형성된다. 또한, 감광체(18), 클리닝 블레이드(26), 폐 토너 수용 용기(25) 및 대전 롤러(24)를 포함하는 도 4에 제시된 프로세스 카트리지(17)가 전자사진 장치에 착탈가능하게 탑재된다. 감광체(18), 클리닝 블레이드(26), 폐 토너 수용 용기(25) 및 대전 롤러(24)는 전자사진 장치의 본체에 배치될 수 있다.
감광체(18)는 도 3에서 화살표에 의해 나타낸 방향으로 회전하고, 대전 롤러(24)에 의해 균일하게 대전되어, 레이저 광(23)에 의해 감광체(18)의 표면 상에 정전 잠상이 형성된다. 상기 정전 잠상은 감광체(18)와 접촉하도록 배치된 현상 장치(22)에 의해 부여된 토너(20a)에 의해 현상되어, 토너 화상으로서 가시화된다. 현상 방법은 노광부에 토너 화상을 형성하는 소위 반전 현상법이다. 감광체(18) 상의 토너 화상은 전사 부재인 전사 롤러(29)에 의해 기록 매체인 종이(34)에 전사된다. 종이(34)는 급지 롤러(35) 및 흡착 롤러(36)를 통해 무한 벨트 형상의 전사 반송 벨트(32) 상에 급지된다. 종이(34)는 전사 반송 벨트(32)에 의해 감광체(18)와 전사 롤러(29) 사이에 반송된다. 전사 반송 벨트(32)는 종동 롤러(33), 구동 롤러(28) 및 텐션 롤러(31)에 의해 가동된다. 전사 롤러(29) 및 흡착 롤러(36)에는 바이어스 전원(30)으로부터 전압이 인가된다. 토너 화상이 전사된 종이(34)는 정착 장치(27)에 의해 정착 처리된 다음, 장치 외부로 배지되어 프린트 동작이 종료된다. 한편, 감광체(18) 상에 잔존하는 전사되지 않은 전사 잔류 토너는 감광체(18)의 표면을 클리닝하기 위한 클리닝 부재인 클리닝 블레이드(26)에 의해 긁어내어져 폐 토너 수용 용기(25)에 수납된다. 클리닝된 감광체(18)에 대해 상기 기재된 작용을 반복적으로 행한다.
프로세스 카트리지
도 4는 프로세스 카트리지의 일례의 단면도이다. 프로세스 카트리지(17)는 현상 장치(22), 감광체(18), 클리닝 블레이드(26), 폐 토너 수용 용기(25) 및 대전 롤러(24)가 일체화되도록 구성되며, 전자사진 화상 형성 장치의 본체에 착탈가능하게 탑재되도록 구성된다. 현상 장치(22)는 현상 롤러(11), 현상 블레이드(21), 토너 공급 롤러(19) 및 토너 용기(20)을 포함하며, 현상 롤러(11)로서 상기 기재된 도전성 롤러를 갖는다. 현상 장치(22) 중의 토너 용기(20)에는 토너(20a)가 충전된다. 현상 장치(22)는 착탈가능 및 탑재가능할 수 있다.
본 개시내용의 일 형태는 토너 막형성 내성을 가지면서, 고온 고습 환경 하에서 장기간에 걸쳐 하중을 받는 경우에도 소성 변형이 발생하기 어려운 전자사진용 부재를 제공할 수 있다. 본 개시내용의 다른 형태는 고온 고습 환경 하에서도 고품위의 전자사진 화상을 안정하게 형성할 수 있는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치를 제공할 수 있다.
실시예
이하, 본 개시내용의 일 형태를 구체적 실시예 및 비교예를 참조하여 기재한다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-1의 합성
먼저, 가용성 불소 수지로서 "루미플론 LF-200" (아사히 글래스 캄파니, 리미티드 제조)을 준비한 다음, 이것에 라디칼 중합 기로서 비닐기를 도입했다. 기계식 교반 장치, 온도계, 커패시터 및 건조 질소 가스 도입구를 구비한 유리제 반응기에, "루미플론 LF-200" (아사히 글래스 캄파니, 리미티드 제조) 100.0 g을 건조 질소 분위기 하에서 메틸 에틸 케톤 (이하, MEK로 지칭됨) 100.0 g에 용해시켰다.
이어서, 알릴 이소시아네이트 (시그마 알드리치(Sigma Aldrich) 제조) 1.7 g (0.02 mol)을 MEK 5 g에 용해시킨 용액을, 반응기 내의 온도를 80℃로 유지하면서 서서히 적하했다. 적하 종료 후, 생성된 용액을 온도 80℃에서 2시간 동안 반응시켜, "루미플론 LF-200"의 측쇄에서의 히드록실기와, 알릴 이소시아네이트의 이소시아네이트기를 서로 반응시켰다. 얻어진 반응 혼합물을 실온까지 냉각시켰다. 이렇게 하여, 비닐기를 갖는 용제 가용성 불소 수지 F-1 73.1 g을 얻었다.
이어서, 실록산 구조를 측쇄에 갖는 중합성 화합물을 합성했다. 기계식 교반 장치 및 적하 깔때기를 구비한 유리제 반응기에, 트리메틸 실란올 (도쿄 가세이 고교 캄파니, 리미티드(Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 제조) 0.5 g을 넣은 다음, 빙욕 중에서 교반했다. 후속적으로, n-부틸리튬의 헥산 용액 3.6 ml (1.6 mol/L) (도쿄 가세이 고교 캄파니, 리미티드 제조)를 적하했다. 적하 종료 후, 생성된 혼합물을 빙욕 중에서 1시간 동안 교반한 다음, 헥사메틸시클로트리실록산 (도쿄 가세이 고교 캄파니, 리미티드 제조) 24.66 g을 THF 25 g에 용해시킨 용액을 서서히 적하했다. 적하 종료 후, 빙욕을 제거하고, 생성된 혼합물을 6시간 동안 교반하고, 클로로디메틸비닐실란 (도쿄 가세이 고교 캄파니, 리미티드 제조) 1.0 g을 생성된 혼합물에 적하한 다음, 생성된 혼합물을 12시간 동안 더욱 교반했다. 이어서, 10 질량%의 탄산수소나트륨 수용액을 얻어진 반응 용액에 첨가한 다음, 수층을 제거하여, 유기층을 얻었다. 유기층을 황산마그네슘 (우마이 케미칼 캄파니, 리미티드(UMAI CHEMICAL CO., LTD.) 제조)으로 탈수시켰다. 이어서, 휘발 성분을 50℃/10 mmHg의 조건 하에서 제거했다. 이렇게 하여, 디메틸실록산의 일 말단에 비닐기를 갖는 말단 비닐 변성 디메틸 폴리실록산 S-1 25.0 g을 얻었다.
얻어진 말단 비닐 변성 디메틸 폴리실록산 S-1의 수 평균 분자량 (Mn)을 하기 측정 장치에 의해 측정 조건 하에서 측정했다.
측정 장치: HLC-8120GPC (상표명, 도소 코포레이션(TOSOH CORP.) 제조)
칼럼: TSKgel SuperHZMM (상표명, 도소 코포레이션) × 2개
용매: 톨루엔
온도: 40℃
유속: 0.6 ml/분
측정 샘플로서 0.1 질량%의 톨루엔 용액을 사용했다. 또한, 검출기로서 RI (굴절률) 검출기를 사용하여 측정을 행했다. 검량선 작성을 위한 표준 시료로서 TSK 표준 폴리스티렌 (상표명 "A-1000", "A-2500", "A-5000", "F-1", "F-2", "F-4", "F-10", "F-20", "F-40", "F-80" 및 "F-128", 도소 코포레이션 제조)을 사용하여 검량선을 작성했다. 이러한 검량선에 기초하여, 얻어진 측정 샘플의 체류 시간으로부터 수 평균 분자량을 구했다.
말단 비닐 변성 디메틸 폴리실록산 S-1의 수 평균 분자량은 15000이었다.
이어서, 기계식 교반 장치, 온도계, 커패시터 및 건조 질소 가스 도입구를 구비한 유리제 반응기에, 비닐기를 갖는 용제 가용성 불소 수지 F-1 20.0 g, 크실렌 18.3 g, n-부틸 아세테이트 15.2 g, 메틸 메타크릴레이트 (미츠비스 가스 케미칼 캄파니, 인크.(Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.) 제조) 2.1 g, n-부틸 메타크릴레이트 (제품명 "라이트 에스테르 NB", 교에이샤 케미칼 캄파니, 리미티드(Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 제조) 1.6 g, 라우릴 메타크릴레이트 (제품명 "라이트 에스테르 L", 교에이샤 케미칼 캄파니, 리미티드 제조) 1.6 g, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 (제품명 "라이트 에스테르 HO-250 (N)", 교에이샤 케미칼 캄파니, 리미티드 제조) 1.6 g, 말단 비닐 변성 디메틸 폴리실록산 S-1 4.8 g 및 라디칼 중합 개시제 (제품명 "퍼부틸(Perbutyl) O", 니폰 오일 앤드 팻츠 캄파니, 리미티드(Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) 제조) 0.1 g을 넣은 다음, 질소 분위기 하에서 온도 90℃에서 4시간 동안 서로 반응시켰다. 얻어진 반응 혼합물을 실온까지 냉각시켰다. 이렇게 하여, F-1의 비닐기, S-1 및 메타크릴레이트를 서로 반응시켜, 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-1 31 g을 얻었다. L-1은 불소 수지 골격의 주쇄로부터 분지화된 분지쇄 중에 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위를 갖는다.
얻어진 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-1의 수 평균 분자량 (Mn)을 하기 측정 장치에 의해 측정 조건 하에서 측정했다.
측정 장치: HLC-8120GPC (상표명, 도소 코포레이션 제조)
칼럼: TSKgel SuperHZMM (상표명, 도소 코포레이션) × 2개
용매: 테트라히드로푸란 (THF)
온도: 40℃
유속: 0.6 ml/분
측정 샘플로서 0.1 질량%의 THF 용액을 사용했다. 또한, 검출기로서 RI (굴절률) 검출기를 사용하여 측정을 행했다. 검량선 작성을 위한 표준 시료로서 TSK 표준 폴리스티렌 (상표명 "A-1000", "A-2500", "A-5000", "F-1", "F-2", "F-4", "F-10", "F-20", "F-40", "F-80" 및 "F-128", 도소 코포레이션 제조)을 사용하여 검량선을 작성했다. 이러한 검량선에 기초하여, 얻어진 측정 샘플의 체류 시간으로부터 수 평균 분자량을 구했다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-1의 수 평균 분자량은 20000이었다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-2 내지 L-4의 합성
배합량 및 반응 시간을 하기 표 1에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 L-1에서와 마찬가지 방식으로, 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-2 내지 L-4를 합성했다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-5의 합성
헥사메틸시클로트리실록산 (도쿄 가세이 고교 캄파니, 리미티드 제조)의 양을 13.12 g으로 변경하고, 적하 종료 후의 교반 시간을 4시간으로 변경한 것 이외에는 S-1에서와 마찬가지 방식으로, 말단 비닐 변성 디메틸 폴리실록산 S-2를 합성했다. 말단 비닐 변성 디메틸 폴리실록산 S-2의 수 평균 분자량은 8000이었다.
말단 비닐 변성 디메틸 폴리실록산 S-2를 사용하고, 배합량 및 반응 시간을 하기 표 1에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 L-1에서와 마찬가지 방식으로, 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-5를 합성했다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-6 내지 L-7의 합성
알릴 이소시아네이트의 MEK 용액 대신에 2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트 (도쿄 가세이 고교 캄파니, 리미티드 제조) 3.1 g (0.02 mol)을 MEK 9.0 g에 용해시킨 용액을 사용한 것 이외에는 F-1에서와 마찬가지 방식으로, 라디칼 중합성 기로서 메타크릴로일기를 갖는 가용성 불소 수지 F-2를 합성했다.
가용성 불소 수지 F-2를 사용하고, 배합량 및 반응 시간을 하기 표 1에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 L-1에서와 마찬가지 방식으로, 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-6 내지 L-7을 합성했다.
<표 1>
Figure 112016118391712-pat00021
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-8의 합성
교반기를 구비한 스테인리스강 내압 반응기에, 크실렌 400 g, 에틸비닐에테르 (마루젠 페트로케미칼(Maruzen Petrochemical) 제조) 10.0 g, 4-히드록시부틸비닐에테르 (마루젠 페트로케미칼 제조) 20.0 g, 메타크릴 변성 디메틸 폴리실록산 (제품명 "X22-174DX", 신에쓰 케미칼 캄파니, 리미티드 제조) 35.0 g 및 탄산칼슘 6.0 g을 넣은 다음, 액체 질소에 의한 고화 및 탈기에 의해 용액 중의 용존 산소를 제거했다. 이어서, 클로로트리플루오로에틸렌 (알드리치 제조) 30.0 g을 도입하고, 온도를 서서히 상승시킨 다음, 온도를 65℃로 유지하면서 중합 반응을 행했다. 10시간 후, 반응기를 물로 냉각시켜 반응액의 온도를 실온까지 저하시켰다. 그 후, 미반응 단량체를 퍼징하고, 또한 얻어진 반응액을 규조토로 여과하여 비용해 고형물을 제거했다. 이렇게 하여, 디메틸 폴리실록산이 에스테르 결합을 통해 불소 수지에 결합된 구조를 갖는 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-8 62.2 g을 얻었다. L-1에서와 마찬가지 방식으로 L-8의 수 평균 분자량을 측정한 바, 24000이었다.
히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-9의 합성
기계식 교반 장치 및 온도계를 구비한 유리제 반응기에, 1,1,2-트리플루오로펜타-1,4-디엔 (에프씨에이치 그룹(FCH Group) 제조) 10.9 g과, 크실렌 100.0 g, 무수 아세트산 50.0 g 및 클로로메틸 펜타에틸 디실록산 (겔레스트(Gelest) 제조) 19.5 g을 넣은 다음, 온도 40℃에서 3시간 동안 서로 반응시켰다. 얻어진 반응 용액을 순수로 세정하여, 측쇄에 디실록산이 결합된 불소 함유 중합성 화합물 E-1 21.3 g을 얻었다.
메타크릴 변성 디메틸 폴리실록산 대신에 불소 함유 중합성 화합물 E-1 8.7 g을 사용한 것 이외에는 L-8에서와 마찬가지 방식으로, 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-9를 합성했다. L-1에서와 마찬가지 방식으로 L-9의 수 평균 분자량을 측정한 바, L-9의 수 평균 분자량은 30000이었다.
폴리올의 합성
폴리올로서 하기 표 2에 제시된 재료를 준비했다.
<표 2>
Figure 112016118391712-pat00022
폴리올 P-1은 하기와 같이 합성했다. 유리제 반응기 중에서, 건조 테트라히드로푸란 461.4 g 및 건조 3-메틸테트라히드로푸란 137.8 g의 혼합물을 온도 10℃로 유지했다. 후속적으로, 70% 과염소산 26.2 g 및 무수 아세트산 240 g을 첨가한 다음, 4시간 교반하면서 서로 반응시켰다. 얻어진 반응 혼합물을 20% 수산화나트륨 수용액 1000 g 중에 주입했다. 더욱 감압하여 잔류하는 물 및 용매 성분을 제거하여, 액체 폴리에테르 디올 P-1 498 g을 얻었다. L-1에서와 마찬가지 방식으로 수 평균 분자량을 측정한 바, P-1의 수 평균 분자량은 5000이었다.
이소시아네이트기 말단 예비중합체의 합성
질소 분위기 하에서, 유리제 반응기 중에서 중합체 MDI (상표명 "코스모네이트(COSMONATE) MDI", 미츠이 케미칼스, 인크.(Mitsui Chemicals, Inc.) 제조) 80.0 g에 대해, 폴리올 P-2 200.0 g을 반응 용액 내의 온도를 65℃로 유지하면서 서서히 적하했다. 적하 종료 후, 생성된 혼합물을 온도 65℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 얻어진 반응 혼합물을 실온까지 냉각시켜, 이소시아네이트기 말단 우레탄 예비중합체 B-1 220.5 g을 얻었다.
폴리올의 종류 및 배합량을 하기 표 3에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 B-1에서와 마찬가지 방식으로, 이소시아네이트기 말단 예비중합체 B-2 내지 B-5를 합성했다.
<표 3>
Figure 112016118391712-pat00023
도전성 롤러
실시예 1
탄성 롤러 D-1의 제조
직경 6 mm의 스테인리스강 (SUS304)제 코어 금속에 프라이머 (상표명 "DY35-051", 도레이 인더스트리즈 다우 코닝(Toray Industries Dow Corning) 제조)를 도포한 다음, 온도 180℃로 가열한 오븐에서 20분 동안 베이킹하여, 베이스로서 사용했다.
탄성층 형성용 액체 재료로서 하기 표 4에 제시된 재료를 분산시켰다. 베이스를 다이에 배치하고, 다이 내에 형성된 캐비티에 상기 형상 재료를 충전한 다음, 온도 140℃로 가열한 오븐에서 20분 동안 가열하여 이를 경화시켰다. 다이를 냉각시킨 후, 실리콘 고무 층이 형성된 축심체를 다이로부터 탈형시키고, 온도 190℃로 가열한 오븐에서 3시간 동안 가열하여, 실리콘 고무 층의 경화 반응을 완료시켰다. 이렇게 하여, 베이스의 외주에 직경 12 mm의 실리콘 고무 탄성층이 형성된 탄성 롤러 D-1을 제조했다.
<표 4>
Figure 112016118391712-pat00024
도전성 수지 층의 형성
도전성 수지 층의 재료로서, 폴리올 P-1 69.5 질량부, 이소시아네이트기 말단 예비중합체 B-1 53.5 질량부, 히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지 L-1 1 질량부, 카본 블랙 (상표명 "MA230", 미츠비시 케미칼 코포레이션(Mitsubishi Chemical Corporation) 제조) 32.0 질량부 및 우레탄 수지 미립자 (상표명 "아트 펄(Art Pearl) C-800", 네가미 케미칼 인더스트리얼 캄파니, 리미티드(Negami Chemical Industrial CO., Ltd.) 제조) 10.0 질량부를 교반 및 혼합했다.
이어서, 총 고형분 비가 30 질량%로 되도록 메틸 에틸 케톤을 첨가한 다음, 샌드 밀에서 혼합했다. 후속적으로, 또한, 메틸 에틸 케톤을 사용하여 점도 10 내지 12 cps로 조정하여 도전성 수지 층 형성용 코팅 용액을 제조했다.
상기 제조된 탄성 롤러 D-1을 코팅 용액에 침지시켜 탄성 롤러 D-1의 탄성층 표면 상에 코팅 용액의 코팅막을 형성한 다음, 건조시켰다. 또한, 이를 온도 150℃에서 1시간 동안 가열 처리함으로써 탄성층의 외주에 막 두께 15 μm의 도전성 수지 층을 제공하여, 실시예 1에 따른 현상 롤러를 제조했다.
이렇게 하여 얻어진 실시예 1에 따른 현상 롤러를 하기 항목에 대해 평가했다. 현상 롤러로서의 평가 결과를 표 6에 제시한다.
변형량의 측정 및 화상의 평가
도 3의 구성을 갖는 레이저 빔 프린터 (상표명 "LBP7700C", 캐논 가부시키가이샤(CANON KABUSHIKI KAISHA) 제조)용 블랙 토너 카트리지를 준비했다. 상기 프로세스 카트리지의 토너 용기에, 현상 블레이드와 실시예 1에 따른 현상 롤러를 탑재한 다음, 프로세스 카트리지를, 현상 롤러와 현상 블레이드를 서로 접촉시킨 상태에서 온도 40℃ 및 상대 습도 95%RH의 환경 (이하, 가혹한 환경으로 지칭됨) 하에서 60일 동안 방치했다. 현상 롤러와 현상 블레이드의 접촉 압력을 평균 0.6 N/cm로 조정하였으며, 이렇게 설정하여 소성 변형에 대해 엄격한 설정으로 변경했다. 그 후, 프로세스 카트리지를 온도 23℃ 및 상대 습도 55%RH의 환경 하에서 6시간 동안 방치한 다음, 상기 레이저 빔 프린터 중에 장전했다. 이어서, 하프톤 화상을 출력한 다음, 하프톤 화상을 하기 기준에 따라 평가했다.
A: 농도 불균일이 관찰되지 않음.
B: 희미한 가로 줄무늬가 랜덤하게 발생함.
C: 현상 롤러의 회전 주기에서 얇은 가로 줄무늬가 발생함.
D: 현상 롤러의 회전 주기에서 명료한 가로 줄무늬가 발생함.
평가된 현상 롤러를 프로세스 카트리지로부터 취출한 다음, 현상 롤러의 변형량 (μm)을 하기와 같이 측정했다.
에어 블로우에 의해 현상 롤러 표면 상의 토너를 제거한 다음, 현상 롤러의 기재를 현상 롤러가 회전 가능한 상태로 고정시켰다. 현상 롤러 표면에 대해 레이저가 수직으로 적용되도록 레이저 변위 센서 (상표명 "LT-9500V", 키엔스 코포레이션(KEYENCE CORP.) 제조)를 배치했다. 현상 롤러를 임의의 회전수로 회전 및 구동시켜, 현상 롤러 표면의 둘레 방향에서 변위의 최댓값 및 최솟값을 판독한 다음, 이들 사이의 차를 구했다. 현상 롤러의 길이 방향 중앙과, 길이 방향에서 중앙으로부터 양단부로 43 mm 피치로 2 포인트, 즉 합계 5 포인트에서 측정을 행한 다음, 5 포인트에서의 값의 평균값을 변형량으로서 구했다.
토너 고착 농도의 측정
가혹한 환경 하에서의 토너 고착 농도의 평가는 하기 방법에 의해 행했다.
도 3의 구성을 갖는 레이저 빔 프린터 (상표명 "LBP7700C", 캐논 가부시키가이샤 제조)용 옐로우 토너 카트리지에 실시예 1에 따른 현상 롤러를 탑재했다. 상기 옐로우 토너 카트리지를 상기 레이저 빔 프린터에 장전했다. 이어서, 상기 레이저 빔 프린터를 사용하여 백색 솔리드 화상 (지면에 아무것도 그려지지 않은 화상)의 출력 동작을 행하여, 현상 롤러 표면이 옐로우 토너로 코팅된 상태를 형성했다. 이러한 상태에 있는 현상 롤러를 옐로우 토너 카트리지로부터 취출했다. 상기 현상 롤러를 폴리테트라플루오로에틸렌제 평판 위에 놓고, 2.94 N 하중 (축심체 양단부 각각에 대해 1.47 N 하중)으로 평판에 대해 현상 롤러를 가압 접촉시킨 다음, 현상 롤러를 가혹한 환경 하에서 60일 동안 방치했다. 후속적으로, 현상 롤러를 평판에 대한 가압 접촉 상태로부터 해방시키고, 현상 롤러를 온도 25℃ 및 상대 습도 45%RH의 환경 하에서 3시간 동안 방치한 다음, 현상 롤러 표면을 에어 블로우로 처리했다.
후속적으로, 현상 롤러 상에 고착한 토너를 점착 테이프 (상표명 "멘딩 테이프(Mending tape)", 스미토모 쓰리엠 리미티드(Sumitomo 3M Ltd.) 제조)를 사용하여 분리했다. 옐로우 토너가 부착된 점착 테이프를 보통지 (상표명 "오피스(office) 70", 캐논 가부시키가이샤 제조) 상에 놓은 다음, 반사 농도계 (상표명 "TC-6 DS/A", 도쿄 덴쇼쿠 캄파니, 리미티드(Tokyo Denshoku Co., Ltd.) 제조)를 사용하여 반사 농도를 측정했다.
대조로서, 토너가 부착되지 않은 점착 테이프를 유사하게 보통지 상에 놓은 다음, 유사하게 반사 농도를 측정했다. 이어서, 토너가 부착되지 않은 점착 테이프의 반사 농도와, 옐로우 토너가 부착된 점착 테이프의 반사 농도 사이의 농도 차를 구했다. 또한, 토너가 부착되지 않은 점착 테이프의 반사 농도를 100으로 했을 때의, 상기 농도 차의 비율을 구하여 반사율의 저하량 (%)으로서 사용했다. 이러한 측정을 현상 롤러의 중앙부 및 양단부의 총 3 포인트에서 행한 다음, 산술 평균값을 평가 대상으로서의 현상 롤러의 토너 고착 농도로서 사용했다.
막형성 내성의 평가
도 3의 구성을 갖는 레이저 빔 프린터 (상표명 "LBP7700C", 캐논 가부시키가이샤 제조)용 마젠타 토너 카트리지에 실시예 1에 따른 현상 롤러를 탑재했다. 상기 마젠타 토너 카트리지를 상기 레이저 빔 프린터에 탑재했다. 이어서, 레이저 빔 프린터를 온도 10℃ 및 상대 습도 10%RH의 환경 (이하, L/L 환경으로 지칭됨) 하에서 24시간 동안 방치한 후, 인자율 0.5%로 연속 인쇄를 행했다. 매 1000장마다 20000장까지 화상을 체크했다. 이어서, 막형성으로 인한 인자부와 비인자부 사이의 농도 차가 육안으로 확인되는지의 여부를 확인한 다음, 막형성의 발생 유무를 평가했다.
실시예 2 내지 36
도전성 수지 층의 재료를 하기 표 5에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1에서와 마찬가지 방식으로, 실시예 2 내지 36에 따른 현상 롤러를 제조했다. 이어서, 실시예 2 내지 36에 따른 도전성 롤러를 실시예 1에서와 마찬가지 방식으로 평가했다. 현상 롤러로서의 평가 결과를 표 6에 제시한다.
비교예 1 내지 6
도전성 수지 층의 재료를 하기 표 5에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1에서와 마찬가지 방식으로, 비교예 1 내지 6에 따른 현상 롤러를 제조했다. 이어서, 비교예 1 내지 6에 따른 도전성 롤러를 실시예 1에서와 마찬가지 방식으로 평가했다. 현상 롤러로서의 평가 결과를 표 6에 제시한다.
<표 5>
Figure 112016118391712-pat00025
<표 6>
Figure 112016118391712-pat00026
실시예 1 내지 36에 따른 현상 롤러에서는, 도전성 수지 층 중의 실리콘 그라프트 불소 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖기 때문에, 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 변형량이 작고, 화상도 양호했다. 또한, 가혹한 환경 하에서의 토너 고착이 높은 레벨로 억제되고, L/L 환경 하에서도 양호한 막형성 내성 성능이 나타났다. 실시예 중에서도, 실리콘 그라프트 불소 수지 중의 실리콘 부분의 수 평균 분자량이 15000 이상인 실시예 1 내지 7, 9 내지 10 및 13 내지 36에 따른 현상 롤러는, 토너 고착이 1.5% 이하로 더 양호한 값을 나타냈다. 또한, 도전성 수지 층의 수지의 식 (1)에 의해 나타내어진 구조 중에 (A101) 내지 (A103)의 구조를 갖는 실시예 1 내지 33에 따른 현상 롤러는, 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 변형량이 3 μm 미만으로 매우 작고, 화상도 더 양호했다.
한편, 비교예 1 내지 4에 따른 현상 롤러는, L/L 환경 하에서 양호한 막형성 내성 성능을 나타냈다. 그러나, 우레탄 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖지 않기 때문에, 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 소성 변형량이 크고, 화상도 양호하지 않았다. 비교예 5에 따른 현상 롤러에서는, 수지 층 중의 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 가지며, 따라서 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 변형량이 작은, 양호한 세트 화상이 얻어졌다. 그러나, 상기 수지는 실록산 구조를 갖는 측쇄를 갖지 않기 때문에, 가혹한 환경 하에서 토너 고착이 발생하고, L/L 환경 하에서 막형성 내성이 양호하지 않았다. 비교예 6에 따른 현상 롤러에는 실리콘 오일을 첨가했기 때문에, 토너 고착이 억제되고, L/L 환경 하에서 양호한 막형성 내성 성능을 나타냈다. 그러나, 수지 층 중에 강직한 불소 수지도 함유되어 있으며, 따라서 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 소성 변형량이 컸다.
대전 롤러
실시예 37
탄성 롤러 D-2의 제조
하기 표 7에 제시된 재료를 가압식 혼련기에서 혼합하여 A-혼련 고무 조성물 번호 1을 얻었다.
<표 7>
Figure 112016118391712-pat00027
또한, A-혼련 고무 번호 1 177 질량부와, 하기 표 8에 제시된 재료를 오픈 롤에 의해 혼합하여 미가황 고무 조성물 번호 1을 얻었다.
<표 8>
Figure 112016118391712-pat00028
미가황 고무 조성물 번호 1을 사용하여 크로스헤드 압출기에 의해 축심체 상에 미가황 탄성층을 제공한 다음, 온도 160℃로 가열한 오븐에서 70분 동안 가열하여 미가황 탄성층을 경화시켰다. 그 후, 탄성층의 표면을 회전 지석으로 연마했다. 이렇게 하여, 중앙부 직경이 8.5 mm이고 중앙부로부터 양단부를 향해 90 mm 거리의 각각의 위치에서의 직경이 8.4 mm인 탄성 롤러 D-2를 얻었다.
탄성 롤러 D-2를 사용하고, 도전성 수지 층의 재료를 하기 표 9에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1에서와 마찬가지 방식으로, 실시예 37에 따른 대전 롤러를 제조했다.
<표 9>
Figure 112016118391712-pat00029
이렇게 하여 얻어진 실시예 37에 따른 대전 롤러를 하기 항목에 대해 평가했다. 대전 롤러로서의 평가 결과를 표 10에 제시한다.
변형량의 측정 및 세트 마크 화상의 평가
도 3의 구성을 갖는 레이저 빔 프린터 (상표명 "에이치피 레이저젯 엔터프라이즈 컬러(HP LaserJet Enterprise Color) CP4515dN", 에이치피(HP) 제조)용 블랙 토너 카트리지를 준비했다. 상기 카트리지로부터 레이저 빔 프린터에 탑재된 대전 롤러를 제거한 다음, 그에 실시예 37에 따른 대전 롤러를 탑재했다. 카트리지를 대전 롤러와 감광체가 서로 접촉하는 상태에서 가혹한 환경 하에서 60일 동안 방치했다. 대전 롤러와 감광체의 접촉 압력이 일단부에서 5.0 N, 즉 양단부에서 합계 10.0 N이 되도록, 스프링에 의한 가압 압력을 변경했다. 그 후, 카트리지를 온도 23℃ 및 상대 습도 55%RH의 환경 하에서 6시간 동안 방치했다. 얻어진 카트리지를 상기 레이저 빔 프린터 중에 장전하고, 하프톤 화상을 출력한 다음, 하기 기준에 따라 세트 마크 화상을 평가했다. 대전 롤러의 저항의 상승으로 인해, 하프톤 화상에서 미세한 줄무늬 형상의 농도 불균일이 발생하는 경우가 있었다. 이러한 화상을 가로 줄무늬 화상으로 지칭한다. 이러한 가로 줄무늬 화상은 대전 롤러 표면 상에 토너 등의 부착함으로 인해 저항이 상승하여 더 두드러지는 경향이 있다.
A: 가로 줄무늬가 관찰되지 않음.
B: 가로 줄무늬가 화상 단부에서만 경미하게 발생함.
C: 가로 줄무늬가 화상의 거의 절반의 영역에서 발생하며 두드러짐.
평가된 프로세스 카트리지로부터 대전 롤러를 취출한 다음, 현상 롤러의 평가에서와 마찬가지 방식으로 대전 롤러의 반경의 변형량 (μm)을 측정했다.
L/L 환경 하에서의 가로 줄무늬 화상의 평가
도 3의 구성을 갖는 레이저 빔 프린터 (상표명 "에이치피 레이저젯 엔터프라이즈 컬러 CP4515dN", 에이치피 제조)용 블랙 토너 카트리지를 준비했다. 상기 카트리지로부터 레이저 빔 프린터에 탑재된 대전 롤러를 제거한 다음, 그에 실시예 37에 따른 대전 롤러를 탑재했다. 이어서, 상기 카트리지를 상기 레이저 빔 프린터에 배치한 다음, L/L 환경 하에서 배치 후 2시간 동안 방치했다. 후속적으로, 4% 흑색 인자 농도 화상 (감광체의 회전 방향에 대해 수직 방향으로 폭 2 도트 및 간격 50 도트의 가로선이 그려진 화상)을 연속 출력하는 내구 시험을 행했다. 100장의 화상 및 10000장의 화상을 출력 후에 화상을 체크하기 위해, 하프톤 화상 (감광체의 회전 방향에 대해 수직 방향으로 폭 1 도트 및 간격 2 도트의 가로선이 그려진 화상)을 출력했다. 얻어진 화상을 육안으로 관찰한 다음, 하기 기준에 따라 가로 줄무늬를 평가했다. 100장 출력 후의 화상이 초기의 화상이고, 10000장 출력 후의 화상이 내구 시험 후의 화상이었다.
A: 가로 줄무늬가 관찰되지 않음.
B: 가로 줄무늬가 화상 단부에서만 경미하게 발생함.
C: 가로 줄무늬가 화상의 거의 절반의 영역에서 발생하며 두드러짐.
실시예 38 내지 42
도전성 수지 층의 재료를 표 9에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 37에서와 마찬가지 방식으로, 실시예 38 내지 42에 따른 대전 롤러를 제조했다. 실시예 38 내지 42에 따른 도전성 롤러를 실시예 37에서와 마찬가지 방식으로 평가했다. 대전 롤러로서의 평가 결과를 표 10에 제시한다.
비교예 7 내지 9
도전성 수지 층의 재료를 표 9에 제시된 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 37에서와 마찬가지 방식으로, 비교예 7 내지 9에 따른 대전 롤러를 제조했다. 비교예 7 내지 9에 따른 도전성 롤러를 실시예 37에서와 마찬가지 방식으로 평가했다. 대전 롤러로서의 평가 결과를 표 10에 제시한다.
<표 10>
Figure 112016118391712-pat00030
실시예 37 내지 42에 따른 대전 롤러에서는, 도전성 수지 층 중의 우레탄 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖기 때문에, 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 변형량이 작고, 화상도 양호했다. 또한, 대전 롤러에 대해 L/L 환경 하에서 내구 시험을 행한 후에도 양호한 화상을 유지하고 있었다.
실시예 중에서도, 특히 우레탄 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조 중에 (A101) 내지 (A103)의 구조를 갖는 실시예 37 내지 41에 따른 대전 롤러는, 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 변형량이 5 μm 미만으로 매우 작고, 화상도 더 양호했다.
한편, 비교예 7 및 8에 따른 대전 롤러에서는, L/L 환경 하에서 내구 시험을 행한 후에도 양호한 화상을 유지하고 있었다. 그러나, 우레탄 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖지 않으며, 따라서 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 변형량이 크고, 화상도 양호하지 않았다. 비교예 9에 따른 대전 롤러는 수지 층 중에 강직한 불소 수지를 함유하지 않으며, 따라서 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 소성 변형량이 크고, 화상도 양호하지 않았다.
현상 블레이드
실시예 43
지지 기재로서, 두께 0.08 mm의 SUS (스테인리스강)제 시트 (닛신 스틸 캄파니, 리미티드(Nisshin Steel Co., Ltd.) 제조)를 길이 200 mm 및 폭 23 mm의 치수로 프레스 절단했다. 이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 절단된 SUS (스테인리스강)제 시트를, 절단된 SUS제 시트의 길이 방향 단부로부터의 길이(43)가 1.5 mm이 되도록 실시예 37에 따른 도전성 수지 층 형성용 코팅 용액에 침지시켜 상기 코팅 용액의 코팅막을 형성하고, 이어서 건조시켰다. 또한, 이를 온도 140℃에서 1시간 동안 가열 처리함으로써, SUS제 시트의 길이 방향 단부의 표면 상에 막 두께(44)가 10 μm인 도전성 수지 층(42)을 형성하여 실시예 43에 따른 현상 블레이드를 제조했다.
이렇게 하여 얻어진 실시예 43에 따른 현상 블레이드를 하기 항목에 대해 평가했다.
현상 블레이드의 변형 회복 성능의 평가
실시예 43에 따른 현상 블레이드에 대해 변형 회복 성능의 평가를 도 6에 도시된 장치를 사용하여 행했다. 본 측정 장치는 현상 블레이드(40)의 지지 기재(41)를 고정하는 파지부 (도시되지 않음), 기준판(51), LED 발광부(52) 및 수광부(53)를 갖는 LED 치수 측정 장치 (상표명 "LS-7000"; 키엔스 코포레이션 제조)를 가졌다.
먼저, 현상 블레이드(40)의 지지 기재(41)의, 도전성 수지 층(42)이 형성되지 않은 측의 단부로부터, 현상 블레이드(40)의 도전성 수지 층(42) 측의 팁까지의 거리(55)를 구했다. 거리(55)는 현상 블레이드(40)의 팁과 기준판(51) 사이의 간극량(54)을 측정함으로써 산출했다. 현상 블레이드(40)의 표면과 기준판(51) 사이의 간극량(54)의 측정은, 현상 블레이드(40)의 길이 방향 양단부로부터 길이 방향 중앙 측으로 20 mm 거리의 위치에서 합계 2 포인트에서 행했다. 측정은 온도 23℃ 및 상대 습도 55%RH의 환경 하에서 6시간 이상 방치한 블레이드를 사용하여, 온도 23℃ 및 상대 습도 55%RH의 환경 하에서 행했다.
이어서, 상기 기재된 바와 같이 미리 측정을 행한 현상 블레이드(40)를 레이저 빔 프린터 (상표명 "LBP7700C", 캐논 가부시키가이샤 제조)용 시안 카트리지에, 현상 블레이드(40)의 팁이 현상 롤러와 접촉하도록 배치했다. 단, 현상 롤러를 직경 12 mm의 금속제 롤러로 변경하고, 현상 블레이드(40)의 접촉 압력을 0.6 N/cm로 조정하여 통상보다도 더 변형이 발생하기 쉬운 조건으로 변경했다.
이어서, 상기 카트리지를 가혹한 환경 하에서 30일 동안 방치했다. 그 후, 현상 블레이드(40)를 상기 카트리지로부터 제거한 다음, 온도 23℃ 및 상대 습도 55%RH의 환경 하에서 1시간 동안 방치했다. 그 후, 현상 블레이드(40)의 지지 기재(41) 측의 단부로부터 현상 블레이드(40)의 도전성 수지 층(42) 측의 팁까지의 거리(55)를, 접촉 전의 측정과 유사하게 온도 23℃ 및 상대 습도 55%RH의 환경 하에서 측정했다. 측정은 가혹한 환경 하에서 방치하기 전의 측정 위치와 동일 위치에서 2군데에서 행했다.
각각의 측정 위치에서, 금속제 롤러와의 접촉 위치에서 고온 고습 환경 하에서의 접촉 전후의, 현상 블레이드(40)의 지지 기재(41) 측의 단부로부터 현상 블레이드(40)의 도전성 수지 층(42) 측의 팁 부분까지의 거리(55)의 변화량을 구했다. 변화량의 평균값을 변형량 [μm]으로서 정의했다.
화상 중앙부와 단부 사이의 농도 차의 평가
현상 블레이드가 변형되면, 출력 화상에서 농도 불균일이 발생할 수 있다. 이는 현상 롤러가 변형된 부분과, 현상 롤러가 변형되지 않은 부분 사이에서 현상 블레이드와의 접촉 상태가 달라져서, 출력 화상에서 현상 롤러의 변형된 부분에 대응하는 부분의 화상 농도가 짙어지기 때문이다. 특히, 접촉 압력이 높은 현상 블레이드의 길이 방향 양단부에서 변형이 발생하기 쉬우며, 따라서 출력 화상의 이러한 부분에 대응하는 부분에서 화상 농도가 높아진다.
이어서, 현상 블레이드의 변형이 화상에 미치는 영향을 평가하기 위해, 출력 화상에서 현상 블레이드의 길이 방향 중앙부 및 단부에 대응하는 부분의 화상 농도 차를 측정했다.
레이저 빔 프린터 (상표명 "LBP7700C", 캐논 가부시키가이샤 제조)용 시안 카트리지에, 상기 기재된 "변형 회복 성능"의 평가를 종료한 현상 블레이드를 배치했다. 상기 카트리지를 상기 레이저 빔 프린터에 장전한 다음, 솔리드 화상을 출력했다. 얻어진 솔리드 화상의 농도를 측정한 다음, 하기 기준에 따라 평가했다. 변형 회복 성능의 평가로부터 솔리드 화상의 출력까지의 시간은 1시간으로 설정했다. 반사 농도계 (상표명 "그레이트맥베스RD918(GreatagMacbethRD918)", 맥베스(Macbeth) 제조)를 사용하여 얻어진 솔리드 화상에서, 현상 블레이드의 길이 방향 중앙부 및 길이 방향 단부로부터 중앙부로 3 cm 거리의 위치에 대응하는 부분에서, 임의의 5 포인트에서 화상 농도를 측정했다. 중앙부의 화상 농도 및 양단부의 화상 농도 각각에 대해 평균값을 구하고, 중앙부와 단부 사이의 화상 농도 차를 구했다. 이러한 화상 농도 차를 하기 기준에 따라 평가했다.
A: 화상 농도 차가 0.1 미만임.
B: 화상 농도 차가 0.1 이상 0.3 미만임.
C: 화상 농도 차가 0.3 이상임.
내구 시험 후의 세로 줄무늬 평가
현상 블레이드에 토너가 고착하여, 출력 화상 상에, 미세한 줄무늬 형상의 농도 불균일이 감광체의 회전 방향에 대해 수직 방향으로 발생할 수 있다. 이러한 화상을 세로 줄무늬 화상으로 지칭한다. 이러한 세로 줄무늬 화상은 현상 블레이드 상에 고착 물질이 발생하기 때문에 토너가 현상 롤러를 균일하게 코팅하지 않는다는 사실로 인해 나타난다.
이어서, 실시예 43에 따른 현상 블레이드를 사용하여 하기와 같이 내구 시험을 행한 다음, 내구 시험 후의 세로 줄무늬 화상의 발생 유무를 평가했다.
도 3의 구성을 갖는 레이저 빔 프린터 (상표명 "LBP7700C", 캐논 가부시키가이샤 제조)용 블랙 토너 카트리지를 준비했다. 상기 카트리지로부터 그에 탑재된 현상 블레이드를 제거하고, 그에 실시예 43에 따른 현상 블레이드를 탑재한 다음, 카트리지를 L/L 환경 하에서 배치 후 2시간 동안 방치했다. 후속적으로, 1% 흑색 인자 농도 화상을 연속 출력하는 내구 시험을 행했다. 10000장의 화상을 출력한 후에 화상을 체크하기 위해, 솔리드 화상을 출력했다. 이어서, 얻어진 화상을 육안으로 관찰한 다음, 하기 기준에 따라 세로 줄무늬의 발생 유무를 평가했다.
A: 세로 줄무늬가 관찰되지 않음.
B: 세로 줄무늬가 화상 단부에서만 경미하게 발생함.
C: 세로 줄무늬가 화상의 거의 절반의 영역에서 발생하며 두드러짐.
실시예 44
도전성 수지 층 형성용 코팅 용액을 실시예 39에서 제조된 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 43에서와 마찬가지 방식으로, 실시예 44에 따른 현상 블레이드를 제조했다. 또한, 도전성 수지 층 형성용 코팅 용액을 실시예 41에서 제조된 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 43에서와 마찬가지 방식으로, 실시예 45에 따른 현상 블레이드를 제조하고, 코팅 용액을 실시예 42에서 제조된 것으로 변경한 것 이외에는 실시예 43에서와 마찬가지 방식으로, 실시예 46에 따른 현상 블레이드를 제조했다. 실시예 44 내지 46에 따른 현상 블레이드를 실시예 43에서와 마찬가지 방식으로 평가했다. 현상 블레이드로서의 평가 결과를 표 11에 제시한다.
비교예 10 내지 12
도전성 수지 층 형성용 코팅 용액을 비교예 7 내지 9에서 제조된 것으로 각각 변경한 것 이외에는 실시예 43에서와 마찬가지 방식으로, 비교예 10 내지 12에 따른 현상 블레이드를 제조했다. 비교예 7 내지 9에 따른 현상 블레이드를 실시예 43에서와 마찬가지 방식으로 평가했다. 현상 블레이드로서의 평가 결과를 표 11에 제시한다.
<표 11>
Figure 112016118391712-pat00031
실시예 43 내지 46에 따른 현상 블레이드에서는, 도전성 수지 층 중의 우레탄 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 가지며, 따라서 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 변형량이 작고, 화상 농도 차도 작았다. 또한, 현상 블레이드에 대해 L/L 환경 하에서 내구 시험을 행한 후에도 양호한 화상이 얻어졌다.
실시예 중에서도, 특히 우레탄 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조 중에 (A101) 내지 (A103)의 구조를 갖는 실시예 43 내지 45에 따른 현상 블레이드는, 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 변형량이 작고, 농도 차도 더 작았다.
한편, 비교예 10 및 11에 따른 현상 블레이드에서는, L/L 환경 하에서 내구 시험을 행한 후에도 양호한 화상을 유지하고 있었다. 그러나, 우레탄 수지가 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖지 않으며, 따라서 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 소성 변형량이 크고, 화상도 양호하지 않았다. 또한, 비교예 12에 따른 현상 블레이드는 수지 층 중에 강직한 불소 수지를 함유하지 않으며, 따라서 가혹한 환경 하에서 장기간 방치한 후의 소성 변형량이 크고, 화상도 양호하지 않았다.
본 개시내용을 예시적 실시형태를 참조하여 기재하였지만, 본 개시내용은 개시된 예시적인 실시형태에 제한되지는 않는 것으로 이해되어야 한다. 하기 청구범위의 범주는 모든 이러한 변형 및 등가 구조 및 기능을 포괄하도록 가장 넓은 해석에 따라야 한다.

Claims (10)

  1. 도전성 베이스와,
    하나 이상의 도전성 수지 층
    을 포함하는 전자사진용 부재이며,
    최외층의 상기 도전성 수지 층이 우레탄 수지를 함유하고,
    상기 우레탄 수지는, 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조와, 하기 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖고,
    Figure 112016118391712-pat00032

    식 (1) 중, A1은 하기 (A101), (A102), (A103) 및 (A104)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 구조를 나타내고;
    (A101)은, 하기 제시된 식 (A101a)에 의해 나타내어진 구조와, 하기 식 (A101b) 및 식 (A101c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구조를 함유하는 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00033

    (A102)는, 하기 식 (A102a)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 하기 식 (A102b) 및 식 (A102c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구성 단위를 함유하는 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00034

    식 (A102a) 내지 (A102c) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고;
    (A103)은 하기 식 (A103a)에 의해 나타내어진 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00035

    식 (A103a) 중, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, m은 7 이상의 정수를 나타내고;
    (A104)는 하기 식 (A104a)에 의해 나타내어진 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00036

    식 (A104a) 중, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, p는 6 이상의 정수를 나타내는, 전자사진용 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조는 하기 식 (2) 및 식 (3)에 의해 나타내어진 구조를 가지며,
    Figure 112016118391712-pat00037

    식 (2) 중, R7은 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고,
    Figure 112016118391712-pat00038

    식 (3) 중, R10은 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, L은 연결기를 나타내고, R11 내지 R15는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 2 이하의 알킬기를 나타내고, R16 내지 R17은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 이상 10 이하의 알킬기 및 탄소 원자수 6 이상 10 이하의 치환 또는 비치환된 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 1종을 나타내고, n은 1 이상의 정수를 나타내는, 전자사진용 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 우레탄 수지는,
    히드록실기 함유 실리콘 그라프트 불소 수지와,
    상기 (A101) 내지 (A104)로부터 선택된 하나 이상의 구조를 갖는 폴리올과,
    이소시아네이트 화합물
    의 경화물인, 전자사진용 부재.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 식 (3) 중의 연결기 L은, 단일 결합, 탄소 원자수 1 이상 2 이하의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기, 또는 상기 알킬렌기 중의 탄소-탄소 결합이 에스테르 결합, 에테르 결합, 아미드 결합, 또는 에스테르, 에테르 및 아미드 결합의 조합에 의해 치환된 기인, 전자사진용 부재.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 식 (3)에 의해 나타내어진 구조의 분자량이 15000 이상 30000 이하인, 전자사진용 부재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 식 (1) 중의 A1이 상기 (A101), (A102) 및 (A103)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 구조를 갖는, 전자사진용 부재.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 우레탄 수지는 하기 식 (6)에 의해 나타내어진 구조를 가지며,
    Figure 112016118391712-pat00039

    식 (6) 중, A2는 상기 식 (2)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 상기 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위를 함유하는 구조인, 전자사진용 부재.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 식 (3)에 의해 나타내어진 구성 단위는 상기 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조의 불소 수지 골격의 주쇄로부터 분지화된 분지쇄 중에 함유되는, 전자사진용 부재.
  9. 전자사진 장치의 본체에 착탈가능하게 탑재가능하도록 구성된 프로세스 카트리지이며,
    상기 프로세스 카트리지는 전자사진용 부재를 포함하고,
    상기 전자사진용 부재는,
    도전성 베이스와,
    하나 이상의 도전성 수지 층을 포함하고,
    최외층의 상기 도전성 수지 층이 우레탄 수지를 함유하고,
    상기 우레탄 수지는, 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조와, 하기 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖고,
    Figure 112016118391712-pat00040

    식 (1) 중, A1은 하기 (A101), (A102), (A103) 및 (A104)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 구조를 나타내고;
    (A101)은, 하기 제시된 식 (A101a)에 의해 나타내어진 구조와, 하기 식 (A101b) 및 식 (A101c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구조를 함유하는 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00041

    (A102)는, 하기 식 (A102a)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 하기 식 (A102b) 및 식 (A102c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구성 단위를 함유하는 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00042

    식 (A102a) 내지 (A102c) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고;
    (A103)은 하기 식 (A103a)에 의해 나타내어진 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00043

    식 (A103a) 중, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, m은 7 이상의 정수를 나타내고;
    (A104)는 하기 식 (A104a)에 의해 나타내어진 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00044

    식 (A104a) 중, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, p는 6 이상의 정수를 나타내는, 프로세스 카트리지.
  10. 전자사진용 부재를 포함하는 전자사진 장치이며,
    상기 전자사진용 부재는,
    도전성 베이스와,
    하나 이상의 도전성 수지 층을 포함하고,
    최외층의 상기 도전성 수지 층이 우레탄 수지를 함유하고,
    상기 우레탄 수지는, 실리콘 그라프트 불소 수지의 구조와, 하기 식 (1)에 의해 나타내어진 구조를 갖고,
    Figure 112016118391712-pat00045

    식 (1) 중, A1은 하기 (A101), (A102), (A103) 및 (A104)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 구조를 나타내고;
    (A101)은, 하기 제시된 식 (A101a)에 의해 나타내어진 구조와, 하기 식 (A101b) 및 식 (A101c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구조를 함유하는 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00046

    (A102)는, 하기 식 (A102a)에 의해 나타내어진 구성 단위와, 하기 식 (A102b) 및 식 (A102c) 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 의해 나타내어진 구성 단위를 함유하는 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00047

    식 (A102a) 내지 (A102c) 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고;
    (A103)은 하기 식 (A103a)에 의해 나타내어진 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00048

    식 (A103a) 중, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, m은 7 이상의 정수를 나타내고;
    (A104)는 하기 식 (A104a)에 의해 나타내어진 구조이고;
    Figure 112016118391712-pat00049

    식 (A104a) 중, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타내고, p는 6 이상의 정수를 나타내는, 전자사진 장치.
KR1020160163313A 2015-12-04 2016-12-02 전자사진용 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 KR101971768B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-237992 2015-12-04
JP2015237992 2015-12-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170066262A KR20170066262A (ko) 2017-06-14
KR101971768B1 true KR101971768B1 (ko) 2019-04-23

Family

ID=57389320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160163313A KR101971768B1 (ko) 2015-12-04 2016-12-02 전자사진용 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10067430B2 (ko)
EP (1) EP3176639B1 (ko)
JP (1) JP6341979B2 (ko)
KR (1) KR101971768B1 (ko)
CN (1) CN106842851B (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6926375B2 (ja) * 2017-10-13 2021-08-25 信越ポリマー株式会社 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置
JP2019197162A (ja) * 2018-05-10 2019-11-14 キヤノン株式会社 帯電ローラ、カートリッジ及び画像形成装置
JP7207632B2 (ja) * 2018-11-27 2023-01-18 信越ポリマー株式会社 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009151141A (ja) 2007-12-21 2009-07-09 Bridgestone Corp 現像ローラ及び画像形成装置
US20120195631A1 (en) 2010-12-28 2012-08-02 Canon Kabushiki Kaisha Developing roller, process cartridge, and electrophotographic apparatus
US20130028634A1 (en) 2011-07-15 2013-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Developer support member, electrophotographic process cartridge and electrophotographic image forming apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS575047A (en) 1980-06-13 1982-01-11 Ricoh Co Ltd Coating method by dipping
JP3913359B2 (ja) * 1998-03-06 2007-05-09 忠雄 仲矢 機能性グラフト化ポリウレタンフィルム、及びその製造法
JP2003192988A (ja) * 2001-12-25 2003-07-09 Akurosu Kk 撥記録材料性塗料組成物
EP2626746B1 (en) * 2010-10-04 2017-08-30 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic device
CN104024957B (zh) * 2011-12-28 2016-03-02 佳能株式会社 电子照相用构件、其制造方法、处理盒和电子照相设备
JP6036346B2 (ja) 2013-01-30 2016-11-30 株式会社リコー 現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法
US9494884B2 (en) * 2014-03-28 2016-11-15 Xerox Corporation Imaging plate coating composite composed of fluoroelastomer and aminosilane crosslinkers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009151141A (ja) 2007-12-21 2009-07-09 Bridgestone Corp 現像ローラ及び画像形成装置
US20120195631A1 (en) 2010-12-28 2012-08-02 Canon Kabushiki Kaisha Developing roller, process cartridge, and electrophotographic apparatus
US20130028634A1 (en) 2011-07-15 2013-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Developer support member, electrophotographic process cartridge and electrophotographic image forming apparatus
JP2013041264A (ja) 2011-07-15 2013-02-28 Canon Inc 現像剤担持体、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

Also Published As

Publication number Publication date
CN106842851B (zh) 2019-12-27
EP3176639A2 (en) 2017-06-07
CN106842851A (zh) 2017-06-13
KR20170066262A (ko) 2017-06-14
EP3176639A3 (en) 2017-08-02
JP6341979B2 (ja) 2018-06-13
JP2017107197A (ja) 2017-06-15
US20170160654A1 (en) 2017-06-08
EP3176639B1 (en) 2020-10-28
US10067430B2 (en) 2018-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6104068B2 (ja) 現像部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
US10379460B2 (en) Electrophotographic member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP5893776B2 (ja) 現像剤担持体、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
JP5600719B2 (ja) 現像部材、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
JP5079134B2 (ja) 現像ローラ、プロセスカートリッジおよび電子写真装置
US8655238B2 (en) Developing member
KR101971768B1 (ko) 전자사진용 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치
JP6878084B2 (ja) 現像部材、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
JP2020060749A (ja) 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置
JP7056888B2 (ja) 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置
JP2020060751A (ja) 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置
JP5754930B2 (ja) トナー担持体、プロセスカ−トリッジ及び電子写真装置
JP5734084B2 (ja) 現像ローラ、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
JP6926375B2 (ja) 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置
JP2021012323A (ja) 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置
JP2003084546A (ja) 帯電部材及び帯電装置
JP2020060750A (ja) 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant