KR20120110863A - 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사무 자동화 기기의 전자사진 화상 형성 장치 현상롤러용 반도전성 액상실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 전자사진 화상 형성 장치의 현상롤러에 적용이 가능하도록 물리적 화학적 특성변화가 적고, 특히 환경 변화에 따른 전기적 특성 변화가 적고 , 토너와 장시간의 마찰 시에도 현상롤러 표면에 필르밍 현상이 발생되지 않으며, 휘발성 유기화합물(V.O.C)이 최대한 적은 오르가노폴리실록산을 사용하고 부가 반응 경화 시스템을 채택함으로써 휘발성유기화합물(V.O.C) 제어를 쉽게 할 수 있는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다.

Description

반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물 및 이의 제조방법{SEMI-CONDUCTIVE LIQUID SILICONE RUBBER COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 사무 자동화 기기의 전자사진 화상 형성 장치 현상롤러용 반도전성 액상실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 전자사진 화상 형성 장치의 현상롤러에 적용이 가능하도록 물리적 화학적 특성변화가 적고, 특히 환경 변화에 따른 전기적 특성 변화가 적고, 토너와 장시간의 마찰 시에도 현상롤러 표면에 필름화 현상(박막형성)이 발생되지 않으며, 휘발성 유기화합물(V.O.C)이 최대한 적은 폴리메틸비닐실록산수지를 사용하고 부가 반응 경화 시스템을 채택함으로써 휘발성유기화합물(V.O.C) 제어를 쉽게 할 수 있는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다.
사무 자동화 기기의 전자사진 화상 현상은 다음의 6단계로 진행된다.
제 1단계는 크리닝 단계로 이미지 진행의 처음 단계이다. 이 단계는 물리적 또는 전기 크리닝을 통해 새롭게 OPC 드럼에 이미지가 맺히도록 준비하는 단계이다. 제 2단계는 드럼 크리닝이 끝나면 LASER SCANNING UNIT로부터 읽혀진 내용을 레이저 빔을 쏘아 이미지를 드럼에 맺히도록 조건을 마련해 주거나 대전을 걸어주는 단계이다. 제3 단계는 드럼 표면에 레이져 빛이 전달되는 부분은 잠상이 맺히게 된다. 드럼은 전류가 통할 수 있는 알루미늄 원통과 감광 물질이 표면에 코팅이 되어 있으므로 빛을 받는 부분은 이미지가 맺히는 단계이다. 제4 단계는 잠상이미지가 드럼 표면에 나타나는 단계이다. 제5 단계는 드럼 이미지에 토너 부분이 페이퍼 쪽으로 전사되는 단계이다. 페이퍼는 OPC 드럼 밑으로 통과하여 전사 장치부 위를 지나게 된다. 이 장치는 + 전류가 흐르며 OPC 드럼에 묻은 토너를 당겨 주면서 종이에 점착케 한다. 제6단계는 토너에 묻은 종이가 히팅 롤러와 프레져(압력)롤라를 통과하면서 높은 열과 압력에 의해 종이에 영구적으로 고착되는 단계이다. 히팅 롤러는 약 180℃의 열을 발생시키며 알루미늄 원통에 테프론 코팅이 되어있다.
사무 자동화 기기의 전자 사진 현상은 상기에서 언급한 바와 같이 6단계로 진행 된다. 본 발명은 전자 사진 형성 화상 현상의 제 4단계인 현상에 사용되는 현상 롤러에 관한 것으로 종래의 현상 롤러는 폴리우레탄, NBR, NR 등에 Na, Zn, Cu, Co, Ni 등 도전성 필러를 첨가하여 이온 전도성을 부여하는 단층롤러를 사용하여 왔으나, 이 소재의 경우 분자구조상 습기와 결합하기 쉽기 때문에 환경 변화에 따른 체적저항률의 변화량이 커지는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 실리콘 소재를 사용한 경우 실리콘의 분자 구조 특성상 체적저항률의 변화량이 적으나 롤러 표면에서 마찰저항이 커서 토너가 쉽게 손상되고 내마모성이 부족하여 표면이 쉽게 마모되는 문제점이 발생하게 되었다. 또한 추가적으로 휘발성 유기화합물인 저분자 실록산의 이동(MIGRATION) 문제 또한 현상 롤러에 치명적인 문제를 줄 수 있다.
따라서 현상 롤러(DEVELOPMET ROLLER)에 적합한 특성을 구현할 수 있는 반도전성 액상 실리콘 소재의 개발이 필요로 하였다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로 전자사진 화상 형성 장치의 현상롤러에 적용이 가능하도록 물리적, 화학적 특성변화가 적고, 특히 환경 변화에 따른 체적 저항의 변화량이 적고, 토너와 장시간의 마찰 시에도 현상롤러 표면에 필름화 현상(박막형성)이 발생되지 않으며, 휘발성유기화합물(V.O.C)이 최대한 적은 오르가노폴리실록산을 사용하고 부가 반응 경화 시스템을 채택함으로써 휘발성유기화합물(V.O.C) 제어를 쉽게 할 수 있는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 실리콘수지 50 ~ 70 중량%, 실리카분말 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량%, 디페닐실란디올 1 ~ 5 중량% 및 헥사메틸디실라잔 1 ~ 5 중량%를 포함하는 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙 마스터배치 10 ~ 20 중량부, 이온성액체 마스터배치 1 ~ 20 중량부, 부가반응 촉매 1 ~ 1000ppm 및 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 1 ~ 10 중량부를 포함하는 사무 자동화 기기의 전자사진 화상 형성 장치 현상롤러용 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 사무 자동화 기기의 전자사진 화상 형성 장치 현상롤러용 반도전성 실리콘 고분자 조성물의 제조방법은
a) 실리콘수지 50 ~ 70 중량%, 실리카분말 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량%, 디페닐실란디올 1 ~ 5 중량% 및 헥사메틸디실라잔 1 ~ 5중량%을 컴파운딩하여 실리콘 컴파운드 베이스 수지를 제조하는 단계;
b) 실리콘수지 25 ~ 35 중량%, 카본블랙 25 ~ 35 중량% 및 용매 25 ~ 35 중량%를 혼합하여 액상의 카본 블랙 마스터 배치를 제조하는 단계;
c) 실리콘수지 70 ~ 80 중량%와 이온성액체 20 ~ 30 중량%를 혼합하여 액상의 이온성 액체 마스터 배치를 제조하는 단계;
d) 상기 a)단계에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, b)단계에서 제조한 카본블랙 마스터 배치를 10 ~ 40 중량부 투입하여 혼련하는 단계; 및
e) 상기 혼련물에 c)단계에서 제조한 이온성 액체 마스터배치 1 ~ 20 중량부를 투입하여 균일하게 혼합한 후, 부가반응 촉매 1 ~ 1,000 ppm, 1 분자 중 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노히드로젠폴리실록산 1 ~ 10 중량부 투입하여 혼련하는 단계;
를 포함한다.
본 발명은 전자사진 화상 형성 장치의 현상롤러에 적용이 가능하도록 물리적 화학적 특성변화가 적고, 특히 환경 변화에 따른 전기적 특성 변화가 적고, 토너와 장시간의 마찰 시에도 현상롤러 표면에 필름화 현상(박막 형성)이 발생되지 않으며, 휘발성 유기화합물(V.O.C)이 제일 적은 실리콘 수지(중량평균분자량이 10,000 ~100,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 5몰%, 점도는 0.2 ~ 100 Pas인 범위의 폴리메틸비닐실록산수지)를 사용하고 부가 반응 경화 시스템을 채택함으로써 휘발성 유기 화합물(V.O.C) 제어를 쉽게 할 수 있는 반도전성 실리콘 고분자 조성물을 제공하는데 특징이 있으며, 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물을 제공하기 위해서 다음 성분들의 조합 및 함량범위에 특징이 있다.
특히, 본 발명에서 카본 블랙 파우더를 액상의 마스터배치로 제조함으로써 환경 변화에 따른 체적 저항 변화량이 적고, 도전성 카본의 분산성이 향상되는 것을 발견하였다. 또한 카본 블랙 마스터 배치와 이온성액체(IONIC LIQUID) 마스터 배치를 혼합하여 사용하는 경우 놀랍게도 이들 간의 시너지 효과에 의해 장기간의 체적 저항 변화량이 적어 더욱 안정되고 카본블랙 사용량을 적게 사용함으로 토너 스트레스를 최소화 하는 효과를 발현할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
이하는 본 발명의 각 성분들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 상기 실리콘 컴파운드 베이스 수지는 실리콘수지, 실리카분말, 실란디올, 디페닐실란디올 및 헥사메틸디실라잔(HEXAMETHYL DISILAZANE)을 첨가해서 컴파운딩 함으로써, 기계적 물성(경도) 및 장기 점도의 안정성을 향상 시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 실리콘수지는 중량평균분자량이 10,000 ~100,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 5몰%, 점도는 0.2 ~ 100 Pas인 폴리메틸비닐실록산수지를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 물성 범위에서 반발탄성이 높고, 영구압축줄음률 낮아지는 우수한 물성을 발현할 수 있다. 비닐기 함량이 0.2몰% 미만인 경우 고무의 기계적 물성(경도, 반발탄성, 영구압축줄음률)이 저하되며, 비닐기 함량이 5몰% 초과인 경우 반발탄성이 아주 높아져 성형에 어려움이 발생할 수 있다.
상기 실리카분말은 경도와 같은 물성을 보강하기 위하여 사용되는 것으로, 평균입경이 10 ~ 30nm 이고, B.E.T가 100 ~ 300㎡/g인 것을 사용하는 것이 최적의 경도를 달성할 수 있으므로 바람직하다. 그 함량은 10 ~ 30 중량%를 사용하는 것이 최적의 경도를 달성하기에 바람직하다. 함량이 10 중량% 미만일 경우 경도가 떨어지며, 30 중량% 초과인 경우 경도가 높아짐 으로 카본 블랙이 스트레스를 받아 입자가 파괴될 수 있으므로 바람직하지 않다.
상기 실란디올은 점도를 조절하기 위해서 사용되는 것으로, 그 함량은 1 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 최적의 점도를 달성할 수 있으므로 바람직하다. 1 중량% 미만일 경우 점도가 너무 높아 작업성이 떨어지고, 10 중량% 초과인 경우 점도가 낮아져 작업성에 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
상기 디페닐실란디올은 양쪽 말단 실라놀 봉쇄 저분자 실록산으로 분산제로 사용되는 것으로, 그 함량은 1 ~ 5 중량%를 사용하는 것이 최적의 분산성을 달성할 수 있으므로 바람직하다. 1중량% 미만일 경우 효과가 미미하고 5 중량% 초과인 경우 더 이상의 분산효과를 볼 수 없어 바람직하지 않다.
상기 헥사메틸디실라잔(HEXAMETHYL DISILAZANE)은 실리카 표면의 OH기를 표면처리를 통해 제거함으로써 장기적 점도 안정성을 향상시키기 위하여 사용되는 것으로, 특히 1 ~ 5중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 1중량% 미만일 경우 점도 안정성에 효과가 없고, 5 중량%를 초과하여 사용하는 경우 더 이상의 점도 안정성 효과를 볼 수 없다. 구체적인 제품명으로는 B.R.B 사의 HMDZ, BASF사의 HMDS 등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 카본 블랙 마스터 배치는 실리콘수지 25 ~ 35 중량%, 카본블랙 25 ~ 35 중량% 및 용매 25 ~ 35 중량%를 혼련하여 액상의 카본 블랙 마스터 배치를 제조하여 사용한다. 상기 실리콘수지는 실리콘 컴파운드 베이스 수지에 사용되는 실리콘수지와 동일 또는 상이한 것을 사용할 수 있으며, 중량평균분자량이 10,000 ~100,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 5몰%, 점도는 0.2 ~ 100 Pas인 폴리메틸비닐실록산수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 카본블랙은 구체적으로 예를 들어 캐보트사의 발칸 XC-72, 덴카 블랙사의 HS-100, 아사히 카본사의 케첸 블랙 인터콘티넨탈사의 EC - 600JD 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 용매는 톨루엔, 크실렌, 자일렌에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 유기 용매를 사용할 수 있다.
상기 카본블랙 마스터 배치는 반도전성의 체적저항을 구현하기 위하여 사용되는 것으로, 장기간의 환경 변화에 일정한 체적저항을 유지할 수 있으므로 이때 함량은 실리콘 수지 100 중량부에 대하여, 10 ~ 40 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 카본 블랙 마스터 배치와 함께 이온성액체(IONIC LIQUID) 마스터 배치를 혼합하여 사용하는데 특징이 있으며, 이를 혼합하여 사용하는 경우 놀랍게도 이들 간의 시너지 효과에 의해 카본블랙과 이온성액체를 각각 사용하여 경우에 비하여 매우 소량을 사용하여도 매우 향상된 효과가 발현되는 특징이 있다.
이온성액체(IONIC LIQUID) 마스터 배치는 실리콘수지 70 ~ 80 중량%와 이온성액체 20 ~ 30 중량%를 혼합한 액상의 이온성 액체 마스터 배치를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 실리콘수지는 실리콘 컴파운드 베이스 수지에 사용되는 실리콘수지와 동일 또는 상이한 것을 사용할 수 있다.
상기 이온성액체는 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 메틸설포네이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 디시안아미드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 에틸설페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 티오시아네이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 디에틸포스페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 p-톨루엔설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 메탄설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 디시안아미드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 에틸설페이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 티오시아네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 디메틸포스페이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 p-톨루엔설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트 및 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 제품명으로는 1- 부틸-3-메틸이미다졸륨염으로 중일유화주식회사, JISTAT 1000 등이 있다.
상기 이온성액체(IONIC LIQUID) 마스터 배치는 실리콘 수지 100중량부에 대하여 1 ~ 20중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 이때 실리콘수지는 실리콘 컴파운드 베이스 수지에 사용되는 실리콘수지와 동일 또는 상이한 것을 사용할 수 있다. 상기 함량범위에서 카본 블랙 마스터 배치와 함께 시너지 효과를 발현할 수 있다. 즉, 카본 블랙은 도전성 입자간의 인접 거리를 줄이는 브리징(bridging) 역할을 하고, 이온성액체(IONIC LIQUID)는 양이온과 음이온의 특성을 갖는 고형물의 용액으로 실리콘 수지의 전기적 특성인 체적저항 값을 낮추어 주며, 도전성 카본블랙의 전기 전도도를 상승시키는 역할을 하여 이들 간의 시너지(synergy) 효과를 유발함으로써 외부 환경 변화에 따른 체적저항 변화를 최소로 해주는 역할을 할 수 있다.
본 발명에서 상기 부가반응 촉매는 백금흑, 염화 제2백금, 염화 백금산, 염화 백금산과 1가 알코올의 반응물, 염화백금산과 올레핀류의 착제, 백금비스아세토아세테이트 등의 백금계 촉매, 팔라듐계 촉매 등을 들 수 있다. 구체적인 제품명으로는 UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE 등을 사용할 수 있으며, 이 부가반응 촉매의 배합량은 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 1 ~ 1000ppm, 특히 1 ~ 600ppm 정도가 바람직하다.
본 발명에서 상기 오르가노하이드로젠폴리실록산은 비닐기를 함유하는 실리콘 수지(중량평균분자량이 10,000 ~100,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 5몰%, 점도는 0.2 ~ 100 Pas인 범위의 폴리메틸비닐실록산수지)와 백금 촉매의 존재하에 부가형 경화를 형성하기 하기 위하여 사용되는 것으로, 단시간에 경화가 진행되므로 휘발성 유기 화합물(V.O.C)전혀 없는 경화시스템이다. 구체적으로 예를 들면, 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7- 테트라메틸시클로테트라실록산, 메틸히드로젠실록산 환상 중합체, 메틸히드로젠실록산디메틸실록산 환상 공중합체, 트리스(디메틸히드로젠실록시)메틸실란, 트리스(디메틸히드로젠실록시)페닐실란, 양쪽말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠폴리실록산디페닐실록산공중합체 등을 들 수 있다. 구체적인 제품명으로는 MPM사의 TSF-484, DOWCORNING사의 DC-1107, BRB사의 AC-3327등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 오르가노히드로젠폴리실록산 배합량은 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100중량부에 대해 1 ~ 10 중량부가 바람직하다. 배합량이 1 중량부 미만일 경우 미경화가 발생하여 휘발성 유기 화합물이 다량 발생하고, 배합량이 10 중량부를 초과할 경우 성형 불량이 발생할 수 있다.
본 발명에서 상기 성분 및 함량범위로 사용하는 경우, 상기 실리콘 고분자 조성물은 ASTM D 257에 따른 체적저항이 1.0E+3 ~ 1.0E+10Ωcm, JIS K 6255에 따른 반발탄성이 75 ~ 95, ASTM D 395 B TYPE에 따른 영구압축 줄음률이 5 ~ 15, ASTM D 2240에 따른 경도가 25 ~ 45, LMBG SEC.35에 따른 V.O.C가 0.1 ~ 0.5% 인 물성을 갖는다. 상기 물성을 모두 만족하는 범위에서 현상롤러에 적용이 가능하며, 이중 어느 하나의 물성이라도 만족하지 않은 경우 고온 고습의 환경 변화에 따른 체적저항 변화량이 크며, 대전량의 분포가 일정하지 않으며, 휘발성 유기 화합물(V.O.C)의 이행에 의한 OPC 드럼 오염이 증가함으로써 장기간 사용시 화상 농도 저하의 문제가 발생하고, 경도가 45도를 초과할 경우 토너에 스트레스로 인한 토너 열화와 토너 대전량의 급격한 상승으로 화상 농도의 저하가 발생되기 쉽다.
다음으로 본 발명의 반도전성 실리콘 고분자 조성물을 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
a) 실리콘수지 50 ~ 70 중량%, 실리카분말 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량%, 디페닐실란디올 1 ~ 5 중량% 및 헥사메틸디실라잔 1 ~ 5중량%을 컴파운딩하여 실리콘 컴파운드 베이스 수지를 제조하는 단계;
b) 실리콘수지 25 ~ 35 중량%, 카본블랙 25 ~ 35 중량% 및 용매 25 ~ 35 중량%를 혼합하여 액상의 카본 블랙 마스터 배치를 제조하는 단계;
c) 실리콘수지 70 ~ 80 중량%와 이온성액체 20 ~ 30 중량%를 혼합하여 액상의 이온성 액체 마스터 배치를 제조하는 단계;
d) 상기 a)단계에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, b)단계에서 제조한 카본블랙 마스터 배치를 10 ~ 40 중량부 투입하여 혼련하는 단계; 및
e) 상기 혼련물에 c)단계에서 제조한 이온성 액체 마스터배치 1 ~ 20 중량부를 투입하여 균일하게 혼합한 후, 부가반응 촉매 1 ~ 1,000 ppm, 1 분자 중 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노히드로젠폴리실록산 1 ~ 10 중량부 투입하여 혼련하는 단계;
를 포함한다.
본 발명은 실리콘 컴파운드 베이스 수지를 먼저 컴파운딩 한 후, 액상의 카본블랙 마스터 배치와 이온성액체 마스터 배치를 추가로 혼련하고, 이후 부가 반응 촉매와 1분자 중에 2개 이상의 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 함유하는 오르가노히드로젠포리실록산을 투입하여 혼합함으로써 전자사진 화상 형성 장치의 현상롤러에 적용이 가능한 반도전성 액상 실리콘 조성물을 제조하는데 특징이 있다.
상기 a)단계의 실리콘 컴파운드 베이스 수지는 중량평균분자량이 (10,000 ~100,000g/mol)이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 5몰%, 점도는 0.2 ~ 100 Pas인 폴리메틸비닐실록산수지, 실리카분말 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량%, 디페닐실란디올 1 ~ 5 중량% 및 헥사메틸디실라잔 1 ~ 5중량%을 컴파운딩 한다. 이때 컴파운딩 조건은 100 ~ 200℃ 에서 10 ~ 12시간 동안 컴파운딩하는 것이 가장 바람직하다. 컴파운딩 시간이 10시간 미만일 경우 V.O.C가 많이 발생하여 전자사진 화상 형성 장치의 현상롤러 부품 소재로 사용할 경우 마이그레이션(MIGRATION) 현상이 발생하여 제품 수명에 영향을 줄 수 있고 실리카 표면 처리가 제대로 되지 않으므로 물성이 낮아 질 수 있다. 12시간 초과인 경우 더 이상 V.O.C 저분자 물질이 줄어드는 효과가 거의 없다.
상기 b)단계는 컴파운딩 된 실리콘 컴파운드 베이스 수지에 카본블랙 마스터 배치를 첨가하여 혼련 하는 단계로, 이러한 혼련과정을 거침으로써 본 발명에 필요한 체적저항을 달성할 수 있다. 이때 혼련은 30 ~ 40℃에서 30 ~ 45 분간 하는 것이 체적저항을 달성하기에 바람직하다.
또한, 이온성액체 마스터 배치를 추가함으로써 실리콘 수지의 전기적 특성인 체적 저항 값을 낮추어 주며, 도전성 카본 블랙의 전기전도도를 상승시키는 역할을 하여 이들 간의 시너지 효과를 유발함으로써 외부 환경 변화에 대한 체적저항 변화를 최소로 해주는 역할을 할 수 있다.
다음으로 상기 e)단계는 제품을 성형하기 위하여 부가반응 촉매 1 ~ 1,000 ppm, 1 분자 중 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노 히드로젠폴리실록산 1 ~ 10중량부 투입하여 혼합하는 단계로, 믹서기 또는 혼합기를 이용하여 혼련할 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 실리콘 고무 조성물을 금형에 넣고 100 ~ 150℃에서 1 ~ 30분간 가압 성형하여 성형물을 제조하는 단계를 포함하며, 이러한 제조방법에 의해 제조된 전자사진 화상 형성 장치의 현상롤러도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 따른 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물은 ASTM D 257에 따른 체적저항이 1.0E+3 ~ 1.0E+10Ωcm, 체적저항 변화율이 0.15 ~ 0.3%, JIS K 6255에 따른 반발탄성이 75 ~ 95%, ASTM D 395 B TYPE에 따른 영구압축 줄음률이 5 ~15%, ASTM D 2240에 따른 경도가 25 ~ 45, LMBG SEC.35에 따른 V.O.C가 0.1 ~ 0.5% 인 물성을 갖는다.
또한 본 발명에 따른 반도전성 액상 실리콘 조성물을 이용하여 물리적 화학적 특성변화가 적고, 특히 환경 변화에 따른 체적저항 변화량이 적고 , 토너와 장시간의 마찰 시에도 현상롤러 표면에 필름화 현상(박막 형성)이 발생되지 않으며, 휘발성 유기화합물(V.O.C)이 최대한 적은 폴리메틸비닐실록산을 사용하고 부가 반응 경화 시스템을 채택함으로써 휘발성유기화합물(V.O.C) 제어를 쉽게 할 수 있는 전자사진 화상 형성 장치의 현상롤러를 제조할 수 있다.
이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 일 예를 들어 설명하는바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하 물성은 하기의 방법으로 측정하였다.
1) 체적저항 (Ωcm)
ASTM D 257에 의해 평가하였다. 체적저항은 (Ωcm)으로 나타내었다.
체적저항이 1.0E+3 ~ 1.0E+10Ωcm인 범위를 만족으로 한다.
2) 체적저항 변화율(%)
ASTM D 257에 의해 평가 하였다. 체적저항 변화율은 50℃, 상대습도 80%, 2,000시간 전후 변화량(%) 나타내었다.
체적저항 변화율이 0.15 ~ 0.3%인 범위를 만족으로 한다.
3) 반발탄성(%)
JIS K 6255에 의해 평가하였다. 반발탄성은 (%)로 나타내었다.
반발탄성이 75 ~ 95%인 범위를 만족으로 한다.
4) 영구압축줄음률(%)
영구압축줄음률은 ASTM D 395 TYPE B 150℃×22의 시험조건으로 측정하였다. 단위는 %로 나타내었다.
영구압축 줄음률이 5 ~15%인 범위를 만족으로 한다.
5) V.O.C(%)
LMBG SEC.35 규정에 의해 200℃에서 4시간 후에 무게감량으로 측정하였다. 단위는 (%)이다.
V.O.C가 0.1 ~ 0.5%인 범위를 만족으로 한다.
6) 경도(SHORE A)
ASTM D 2240에 의해 측정하였다. 단위는 (SHORE A)이다.
경도가 25 ~ 45인 범위를 만족으로 한다.
[제조예 1]
실리콘 컴파운드 베이스 수지 (A)의 제조
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary Mixer 10)에 중량평균분자량이 50,000g/mol이고, 비닐기 함량이 3몰%인 (주)HRS의 HR-U(10,000) 60중량%를 투입한 후, 상기 실리콘 수지에 실리카분말(EVONIC사 B.E.T: 300㎡/g) 20중량%, 실란디올 10 중량%, 디페닐실란디올 5중량% 및 헥사메틸디실라잔(HEXAMETHYL DISILAZANE) 5중량%를 첨가하여 200℃에서 12시간 컴파운딩하였다.
[제조예 2]
실리콘 컴파운드 베이스 수지(B)의 제조
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies , Vacuum Planetary Mixer 10)에 중량평균분자량이 50,000g/mol이고, 비닐기 함량이 3몰%인 주)HRS의HR- U (10,000) 50중량%와 중량평균분자량이 10,000g/mol이고, 비닐기 함량이 5몰%이며, (주)HRS사의 HR-U(65,000) 10중량%를 투입한 후, 상기 실리콘 수지에 실리카분말(EVONIC사 B.E.T: 300㎡/g) 20 중량%, 실란디올 10중량%, 디페닐실란디올 5중량% 및 헥사메틸디실라잔(HEXAMETHYL DISILAZANE) 5중량%를 첨가하여 200℃에서 12시간 컴파운딩 하였다.
[제조예 3]
실리콘 컴파운드 베이스 수지(C)의 제조
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies , Vacuum Planetary Mixer 10)에 중량평균분자량이 50,000g/mol이고, 비닐기 함량이 3몰%인 (주)HRS의HR-U(10,000) 40중량%와 중량평균분자량이 100,000g/mol이고, 비닐기 함량이 0.5 몰%인 HR-U(65,000) 20중량%를 투입한 후, 상기 실리콘 수지에 실리카분말(EVONIC사 B.E.T: 300㎡/g) 20 중량%, 실란디올 10 중량%, 디페닐실란디올 5 중량% 및 헥사메틸디실라잔(HEXAMETHYL DISILAZANE) 5 중량%를 첨가하여 200℃에서 12시간 컴파운딩 하였다.
[제조예 4]
카본블랙 마스터배치의 제조
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies , Vacuum Planetary Mixer 10)에 실리콘수지로 중량 분자량이 10,000g/mol이고, 비닐기 함량이 5몰%이며, (주)HRS사의 HR-U(65,000)를 10 kg 투입 후, 상기 실리콘수지 10kg에 대해 톨루엔 10kg를 투입하여 상기 실리콘 수지가 상기 유기 용제에 완전히 분산되도록 30℃에서 10분간 혼련하였다.(제1공정)
다음으로 상기 제1공정 혼합물에 카본 블랙(캐보트사, 발칸 XC-72) 10kg를 투입하여 혼합한다.(제2 공정) 이때, 제2 공정에서 투입되는 카본 블랙은 실리콘 수지의 흐름성을 저하시키고 점도를 상승시키게 되므로, 카본 블랙이 실리콘 수지와 충분한 혼합이 이루어지도록 분할 투입하였다. 초기에는 카본 블랙의 수량을 2kg 투입 후 완전 믹싱 후 1.8kg, 1.6kg, 1.4kg, 1.2kg, 1.0kg, 0.5kg, 0.5kg의 순으로 분산되면 다음 카본 투입량을 분할 투입하여 30℃에서 30분간 혼련하여 액상 마스터 배치를 제조하였다.
상기 용제는 휘발성이 있으므로 공정 수행 중에 유기 용제의 손실이 발생한다. 따라서, 제2공정 이후에 상기 제2공정의 혼합물을 칭량하여 증발된 유기 용제의 양을 보충하였다.
이렇게 제조된 카본 블랙의 마스터 배치는 화학적 안정을 유지하고 손실을 방지하기 위해 폴리에틸렌 용기에 담아서 보관하였다.
[제조예 5]
이온성액체 마스터배치 제조하는 방법
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies , Vacuum Planetary Mixer 10)에 실리콘수지로 중량평균분자량이 10,000g/mol이고, 비닐기 함량이 5몰%이며, (주)HRS사의 HR-U(65,000)를 10kg 투입 후, 상기 실리콘 수지 10kg에 대해 이온성액체(IONIC LIQUID)(중일유화주식회사, JISTAT 1000)으로 3kg을 투입하여 상기 실리콘 수지에 상기 이온성 액체가 완전히 분산되도록 교반하여 액상 마스터 배치를 제조하였다.
[제조예 6]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary Mixer 10)에 중량평균분자량이 5,000g/mol이고, 비닐기 함량이 0.02몰%인 (주)HRS의 HR-U(1,000) 60중량%를 투입한 후, 상기 실리콘 수지에 실리카분말(EVONIC사 B.E.T: 300㎡/g) 20중량%, 실란디올 10 중량%, 디페닐실란디올 5중량% 및 헥사메틸디실라잔(HEXAMETHYL DISILAZANE) 5중량%를 첨가하여 200℃에서 12시간 컴파운딩하였다.
[실시예 1]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary Mixer 10)에 제조예 1에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 (A) 100중량부, 제조예 4에서 제조한 카본 블랙 마스터 배치를 30중량부를 투입하고 30℃에서 40분간 혼련하였다. 상기 혼련물에 제조예 5에서 제조한 이온성액체 마스터배치를 추가로 20중량부를 첨가한 후, 40℃에서 30분간 혼련하고 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1000 ppm, 오르가노하이드로젠폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 10중량부를 첨가하여 30℃에서 30분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 카본블랙 마스터 배치의 함량을 34 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 카본블랙 마스터 배치의 함량을 40 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서 제조예 5에서 제조한 이온성 액체 마스터배치 4중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시 예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 5]
상기 실시예 1에서 IONIC LIQUID 마스터 배치 12중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 6]
상기 실시예 1에서 IONIC LIQUID 마스터 배치 10중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 7]
혼합기(DISSOLVER)에 제조예 2에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 (A) 100중량부, 카본 블랙 마스터 뱃치를 30중량부를 투입하고 30℃에서 40분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
상기 혼련물에 IONCI LIQUID 마스터배치를 추가로 20중량부 첨가하고, 40℃에서 30분간 혼련하고 부가반응 촉매 1000PPM, 오르가노하이드로젠폴리실록산 10중량부를 첨가하여 30℃에서 30분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 8]
상기 실시예 7에서 카본블랙 마스터배치의 함량을 34 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 9]
상기 실시예 7에서 카본블랙 마스터 배치의 함량을 40 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 10]
상기 실시예 7에서 IONIC LIQUID 마스터 배치 4중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 11]
상기 실시예 1에서 IONIC LIQUID 마스터 배치 12중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 12]
상기 실시예 7에서 IONIC LIQUID 마스터 배치 10중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 13]
혼합기(DISSOLVER)에 제조예 3에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 (A) 100중량부, 카본 블랙 마스터 뱃치를 30중량부를 투입하고 30℃에서 40분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
상기 혼련물에 IONCI LIQUID 마스터배치를 추가로 20중량부 첨가하고 40℃에서 30분간 혼련하고 부가반응 촉매 1000PPM, 오르가노하이드로젠폴리실록산 10중량부를 첨가하여 30℃에서 30분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 14]
상기 실시예 13에서 카본블랙 마스터 배치의 함량을 34 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 15]
상기 실시예 13에서 카본블랙 마스터 배치의 함량을 40중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 16]
상기 실시예 13에서 IONIC LIQUID 마스터 배치 함량을 4 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 17]
상기 실시예 13에서 IONIC LIQUID 마스터 배치 함량을 12 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[실시예 18]
상기 실시예 13에서 IONIC LIQUID 마스터 배치 함량을 10 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시 예 13과 동일한 방법으로 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압성형하여, 130*130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 1]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary Mixer 10)에 제조예 1에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 (A) 100중량부, 카본 블랙 파우더(캐보트사, 발칸 XC-72) 30중량부를 투입하고 30℃에서 40분간 혼련하였다. 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1000 ppm, 오르가노하이드로젠폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 10중량부를 첨가하여 30℃에서 30분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary Mixer 10)에 제조예 1에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 (A) 100중량부, 카본 블랙 파우더(캐보트사, 발칸 XC-72) 40중량부를 투입하고 30℃에서 40분간 혼련하였다. 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1000 ppm, 오르가노하이드로젠폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 10중량부를 첨가하여 30℃에서 30분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 3]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary Mixer 10)에 제조예 2에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100중량부, 이온성액체(중일유화주식회사, JISTAT 1000) 10중량부를 투입하고 30℃에서 40분간 혼련하였다. 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1000 ppm, 오르가노하이드로젠폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 10중량부를 첨가하여 30℃에서 30분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[비교예 4]
혼합기(DISSOLVER, Thiele Technologies, Vacuum Planetary Mixer 10)에 제조예 2에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100중량부, 이온성액체(중일유화주식회사, JISTAT 1000) 20중량부를 투입하고 30℃에서 40분간 혼련하였다. 부가반응 촉매(UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE) 1000 ppm, 오르가노하이드로젠폴리실록산(MPM사의 TSF-484) 10중량부를 첨가하여 30℃에서 30분간 혼련하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.
제조된 실리콘 고분자 조성물을 140℃에서 10분 동안 가압 성형하여, 130×130mm 크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 210℃에서 5시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00001
[표 2]
Figure pat00002
상기 표2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 18은 ASTM D 257에 따른 체적저항이 1.0E+3 ~ 1.0E+10Ωcm, JIS K 6255에 따른 반발탄성이 75 ~ 95, ASTM D 395 B TYPE에 따른 영구압축 줄음률이 5 ~ 15, ASTM D 2240에 따른 경도가 25 ~ 45, LMBG SEC.35에 따른 V.O.C가 0.1 ~ 0.5% 인 물성을 모두 만족함을 알 수 있었다.
따라서 본 발명에 따른 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물을 이용하여 현상롤러를 제조 시 물리적 화학적 특성 변화가 적고, 특히 고온 고습의 환경 변화에 따른 체적 저항 변화량이 적고, 휘발성 유기 화합물(V.O.C)이 최대한 적은 오르가노폴리실록산을 사용하고 부가반응 경화시스템을 채택함으로써 휘발성 유기 화합물(V.O.C) 제어를 쉽게 할 수 있슴을 알 수 있었다.
그러나 비교예는 상기 현상롤러의 물성 범위를 만족하는 범위를 벗어 나는 실리콘 수지를 사용할 경우 고온 고습의 환경 변화에 따른 체적저항 변화량이 크며, 대전량의 분포가 일정하지 않으며, 휘발성 유기 화합물(V.O.C)의 이행에 의한 OPC 드럼 오염이 증가함으로써 장기간 사용시 화상 농도 저하의 문제가 발생하고, 경도가 45도를 초과할 경우 토너에 스트레스로 인한 토너 열화와 토너 대전량의 급격한 상승으로 화상 농도의 저하가 발생되기 쉬운 것을 알 수 있었다.

Claims (12)

  1. 실리콘수지 50 ~ 70 중량%, 실리카분말 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량%, 디페닐실란디올 1 ~ 5 중량% 및 헥사메틸디실라잔 1 ~ 5 중량%를 포함하는 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 카본블랙 마스터배치 10 ~ 40 중량부, 이온성액체 마스터배치 1 ~ 20 중량부, 부가반응 촉매 1 ~ 1000ppm, 및 1분자 중에 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산 1 ~ 10 중량부를 포함하는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘수지는 중량평균분자량이 100,000 ~ 100,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 5몰%, 점도가 0.2 ~ 100Pas인 폴리메틸비닐실록산수지를 사용하는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 실리카분말은 평균입경이 10 ~ 30nm 이고, B.E.T가 100 ~ 300㎡/g인 것을 사용하는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 카본블랙 마스터배치는 실리콘수지 25 ~ 35 중량%, 카본블랙 25 ~ 35 중량% 및 용매 25 ~ 35 중량%를 혼합한 액상 마스터배치인 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이온성액체 마스터배치는 실리콘수지 70 ~ 80 중량%와 이온성액체 20 ~ 30 중량%를 혼합한 액상 마스터배치인 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이온성액체는 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 메틸설포네이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 디시안아미드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 에틸설페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 티오시아네이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 디에틸포스페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 p-톨루엔설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 메탄설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 디시안아미드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 에틸설페이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 티오시아네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 디메틸포스페이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 p-톨루엔설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트 및 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 부가반응 촉매는 백금계 촉매 또는 팔라듐계 촉매인 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물.
  8. 제 1항 내지 제 7항에서 선택되는 어느 한 항의 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물을 이용한 현상롤러.
  9. a) 실리콘수지 50 ~ 70 중량%, 실리카분말 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량%, 디페닐실란디올 1 ~ 5 중량% 및 헥사메틸디실라잔 1 ~ 5중량%을 컴파운딩하여 실리콘 컴파운드 베이스 수지를 제조하는 단계;
    b) 실리콘수지 25 ~ 35 중량%, 카본블랙 25 ~ 35 중량% 및 용매 25 ~ 35 중량%를 혼합하여 액상의 카본 블랙 마스터 배치를 제조하는 단계;
    c) 실리콘수지 70 ~ 80 중량%와 이온성액체 20 ~ 30 중량%를 혼합하여 액상의 이온성 액체 마스터 배치를 제조하는 단계;
    d) 상기 a)단계에서 제조한 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, b)단계에서 제조한 카본블랙 마스터 배치를 10 ~ 40 중량부 투입하여 혼련하는 단계; 및
    e) 상기 혼련물에 c)단계에서 제조한 이온성 액체 마스터배치 1 ~ 20 중량부를 투입하여 균일하게 혼합한 후, 부가반응 촉매 1 ~ 1,000 ppm, 1 분자 중 2개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노히드로젠폴리실록산 1 ~ 10 중량부 투입하여 혼련하는 단계;
    를 포함하는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 실리콘수지는 중량평균분자량이 100,000 ~ 100,000g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 5몰%, 점도가 0.2 ~ 100Pas인 폴리메틸비닐실록산수지를 사용하는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 실리카분말은 평균입경이 10 ~ 30nm 이고, B.E.T가 100 ~ 300㎡/g인 것을 사용하는 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 이온성액체는 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 메틸설포네이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 디시안아미드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 에틸설페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 티오시아네이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 디에틸포스페이트, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 p-톨루엔설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 메탄설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 디시안아미드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 에틸설페이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 티오시아네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 디메틸포스페이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 브로마이드, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 p-톨루엔설포네이트, 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트 및 1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 반도전성 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법.
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