TW381271B - Semiconductive roll - Google Patents
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經濟部中央標牟局員工消費合作杜印製 五、發明説明（2 ) 需求性增高，因此，企求在半導電範圍內電阻率之變動小 ，具有安定電阻率之半導電輥。 本發明有鑑於上述之課題，故以提供在半導電範圍內 之電阻率變動極小，電阻率不受成形條件所影響，極爲安 定的半導電輥爲目的。 本發明人爲達成上述的目的，經過再三深入硏究的結 果，發現使用對1 Q 0重量份之在下述平均組成式（1 ) 所示之有機基聚矽氧烷中。
RnSl〇C4-n) (其中，R係爲取代或不取代的一價烴基；η係爲 1. 95〜2. 05之正數。） 配合有導電性碳黑、導電性氧化鋅、·導電性氧化鈦之導電 性聚矽氧橡膠組成物而言，配合有5^ 2 0 0重量份平均 粒徑爲0. 1〜1〇〇 "m之球狀彈性體粒子者，在芯線 上予以成形、硬化而成半導電聚矽氧橡膠層時，該橡膠層 在1 03〜1 Ο1。Ω之半導電範圍內，其電阻之離散性 爲2位數以下，具安定的電阻率，故可得特別適於顯像裝 置的高安定性半導電輥，遂而完成本發明。 於下述中更詳細說明本發明，本發明之半導電輥，係 在芯線上形成含有 (A)下述平均組成式（1 )所示之有機基聚矽氧烷、 Γ靖先聞讀背面之注意事項再填寫本頁j
太紙故尺麿滴用Φ困固定拽進（CNS ) A4#核· f 710X 297公烙1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A6 ______B6_______ 五、發明説明（1 ) 本發明係有關在半導電範圍（1 03〜1 Ο1。Ω) 內具有安定電阻率之半導電輥。 以往，在具有電絕緣性之橡膠狀物質中配合導電性材 料而成導電性橡膠係爲已知，例如配合有導電性材料之碳 黑等，電阻在1 0-1〜1 Ο2 Ω範圍的導電性橡膠係被 應用於極廣的範圍。另外，電絕緣性橡膠狀物質之一的聚 .矽氧橡膠，其耐熱性、耐寒性、耐候性優異，多被利用作 爲電絕緣性橡膠，惟當與其他橡膠同樣地添加導電性材料 時？亦可實際用爲導電性聚矽氧橡膠。 此時，在導電性聚矽氧橡膠中所添加的導電性材料， 例如有碳黑或石墨、銀、鎳、銅等各種金屬粉，在各種非 導電性粉體或短纖維表面上以銀等金屬所處理者，由碳纖 維、金屬纖維等混合所成者，由於不會損壞聚矽氧橡膠所 具有的特性，且藉由其導電性.材料的種類及塡充量，可使 聚矽氧橡膠之電阻率降低至1 01。〜1 Ο—3 Ω左右，係 經常被使用。 不過，在聚矽氧橡膠中配合肯秦（英譯）碳黑、乙炔 黑等導電性碳黑時，在1 03〜1 Ο1。Ω . cm之半導 電範圍內電阻率之離散性極大，會導致電阻率不安定的問 題。此係爲導致因成形條件造成的碳分散會顯著變化的原 .因0 近年來，由.於對於做爲0A機器之零件（尤其是乾式 影印機的帶電輥、影印輥、顯像輥、送紙輥、固定輥、加 壓輥、除電輥、清洗輥、塗油輥等橡膠輥）的半導電輥之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉甲4規格（210 X 297公釐）-3 - (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) .丨裝· 訂. I - - I ¾- 經濟部中央標牟局員工消費合作杜印製 五、發明説明（2 ) 需求性增高，因此，企求在半導電範圍內電阻率之變動小 ，具有安定電阻率之半導電輥。 本發明有鑑於上述之課題，故以提供在半導電範圍內 之電阻率變動極小，電阻率不受成形條件所影響，極爲安 定的半導電輥爲目的。 本發明人爲達成上述的目的，經過再三深入硏究的結 果，發現使用對1 Q 0重量份之在下述平均組成式（1 ) 所示之有機基聚矽氧烷中。
RnSl〇C4-n) (其中，R係爲取代或不取代的一價烴基；η係爲 1. 95〜2. 05之正數。） 配合有導電性碳黑、導電性氧化鋅、·導電性氧化鈦之導電 性聚矽氧橡膠組成物而言，配合有5^ 2 0 0重量份平均 粒徑爲0. 1〜1〇〇 "m之球狀彈性體粒子者，在芯線 上予以成形、硬化而成半導電聚矽氧橡膠層時，該橡膠層 在1 03〜1 Ο1。Ω之半導電範圍內，其電阻之離散性 爲2位數以下，具安定的電阻率，故可得特別適於顯像裝 置的高安定性半導電輥，遂而完成本發明。 於下述中更詳細說明本發明，本發明之半導電輥，係 在芯線上形成含有 (A)下述平均組成式（1 )所示之有機基聚矽氧烷、 Γ靖先聞讀背面之注意事項再填寫本頁j
太紙故尺麿滴用Φ困固定拽進（CNS ) A4#核· f 710X 297公烙1 Α6 Β6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) RnSi0(4-n)/2 …（1) (其中，R係爲取代或不取代的烴基：n係H ^ 9 5〜 2 · 0 5之正數） (Β)對1 0 0重量份上述有機基聚矽氧烷而言，5〜 2 0 0重量份平均粒徑爲〇 . 1〜1 0 0 之球狀聚较 氧彈性體粒子，以及 (C )導電性材料 之聚矽氧橡膠組成物所成之半導體硬化物層。 .此時，上述聚矽氧橡膠組成物所使用的（A )成份之 二有機基聚矽氧烷係爲下述平均組成式（i)所示者。 RnS 1 °(4-n)/2 -(1) (其中，η係爲1· 9 5〜2. 0 5之正數） 上述式（1 )中R係表示取代或不取代的烴基，通常 其碳數爲1〜1 0，尤其是1〜8者較佳，具體而言，例 如甲基、乙基、丙基等烷基，環戊基、環己基等環烷基， 乙烯基、丙烯基等烯基、環烯基、苯基、甲苯基等芳香基 ，或此等基中之氫原子部份被氯原子、氰基等有機基所取 代的鹵化烴基、氰基化烴基等，惟一般尤其以使用該有機 基聚矽氧烷之主鏈係爲二甲基矽氧烷單位所成者或在該有 機基聚矽氧烷之主鏈上導入苯基、乙烯、3 ，3 ，3 —三 贏丙基等物最爲適宜。 而且，上述之二有機基聚矽氧烷的聚合物以1 0 0以 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項存填窝本頁) 丨裝， 訂. —袭— ^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A6 ___B6_ 五、發明説明（4 ) ’ 上者較佳，若其聚合度小於1 〇 〇時，會降低硬化物之機 械强度，且成形加工性不佳。 其次，球狀聚矽氧彈性體粒子係使用平均粒徑爲 0. 1〜10 0/zm者，較佳者爲〇· 5〜4 0pm。平 均粒徑若小於0 . 1 # m時，在製造上會發生困難，同時 無法充分發揮其添加效果；若大於1 G 〇 A/m時，其硬化 物的機械强度會遭受破壞。 此時，球狀彈性體粒子若爲具有上述平均粒徑之有機 基聚矽氧烷時，對於其種類或等級，製造方法等沒有特別 的限制，使用適宜的化合物即可。具體而言，對於球狀聚 矽氧彈性體粒子雖沒有特別的限制，惟使用藉由以在 23 0〜3 0 0 °C之噴霧乾燥器中使硬化性有機基聚矽氧 烷組成物硬化，製得粒狀聚矽氧彈性體的方法（日本特開 昭5 9 — 9 6 1 2 2號公報），或以界面活性劑使硬化性 有機基聚矽氧烷組成物（例如由含有乙烯基之有機基聚矽 氧烷及有機基氫基聚矽氧烷所成的加成反應型有機基聚矽 氧烷組成物）在水中乳化而成乳化粒子粒徑爲2 0 a m以 下，且添加加成反應用鉑系觸媒，在噴霧乾燥劑或噴霧乾 燥終了爲止，使該乳化粒子中所含有的有機基聚矽氧烷硬 化的方法（日本特開昭6 2 — 2 5 7 9 3 9號公報）等方 法所製得者，尤其是使用以界面活性劑來使含有乙烯基之 有機基聚矽氧烷及有機基氫基聚矽氧烷乳化，且藉.由舶系 觸媒予以加成反應、硬化而製得者較佳。而且，該彈性體 粒子可使用表面經預先或於製造途中以矽烷、矽氧烷等所 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) i裝， 訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A6 _ B6 _ 五、發明説明（5 ) 處理者。 球狀聚矽氧彈性體粒子的使用量，對1 Q 〇份（重量 份，以下皆稱爲份）上述式（I )所示之二有機基聚矽氧 烷而言，球狀聚矽氧彈性體粒子爲5〜2 0 0份，尤其以 1 0〜1 5 0份較隹。球狀聚矽氧彈性體粒子的配合量若 較上述之比例爲小時，無法發揮其添加效果，而若大於上 述之比例時，其硬化物之機械强度會被降低。 其次，導電性材料亦可以使用1種或2種以上選自導 電性碳黑、導電性氧化鋅、導電性氧化鈦者。 此時，導電性碳黑例如有乙炔黑、導電性爐黑（C F )、超級導電性爐黑（S C F )、超高級導電性爐黑（ XCF)、導電性槽法碳黑（CC)，以1 5 0 0 °C左右 的高溫所處理的爐黑或槽法碳黑等。具體而言，乙炔黑例 如電化乙炔黑（電氣化學公司製）、歇尼肯（chanegan, 音譯）乙炔黑（歇尼肯化學公司製）等；導電性爐黑例如 有康吉奈克斯CF ( continex ，音譯）（康吉奈塔爾碳 公司製），巴爾肯C( Barcan,音譯）（考波（ .kj a bo tt )公司製）等；超級導電性爐黑例如有康吉奈克 斯SCF (康吉奈塔爾碳公司製）.、巴爾肯SC (考波公 司製）等·；超高級導電性爐黑例如有旭HS — 5 0 0 (旭 碳公司製）、巴爾肯XC—72 (考波公司製）等：導電 性槽法碳黑例如有考拉克斯L( colux ，音譯）（迪古 沙（Degusa ，音譯）公司製）等。此外，爐黑之一種的 肯秦（英譯）碳黑EC及肯秦（英譯）碳黑EC — 6 0 0 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）.η _ (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .丨裝- 、1Τ. §' A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（6 ) J D (肯秦（英譯）碳黑國際公司製）亦可使用。而且， 由於此等之中乙炔黑含有少量的雜質，具有發達的二次構 造，故具優異導電性，係特別適用於本發明。此外，以使 用由於其卓越的比表面積，具有低塡充量、優異導電性的 肯秦（英譯）碳黑EC、EC — 6 0 0 J D等較佳。 上述導電性碳黑之添加量，對100份上述之二有機 基聚矽氧烷而言爲1〜5. 〇份，尤其以5〜2 0份較佳。 添加量若小於1 0 0份時，無.法得到所企求的導電性：而 若超過5 0份時，所製得的材料之電阻可能在1 〇2 Ω以 下，而無法達到目的之半導電範圍內。 此外，導電性氧化鋅，具體而言適於使用本莊化學公 司製之導鼋性氧化鋅，藉由添加5 0〜3 0 0份（尤其是 8 0〜200份），可製得105〜l〇10n.cm之 電阻。添加量若低於5 G份，無法得到導電性；而若超過 3 0 0份時，其力學特性將會顯著惡化，因此添加量以 1 0 0、2 5 0份較佳。 而且，白色導電性氧化鈦，係例如有ΕΤ— 5 0 0W (石原產業有限公司製）。此時，基本組成以在T i 〇2 、Sn〇2上塗佈有S‘b者較佳。此外，其添加量與導電 性氧化鋅之添加量相同。 爲了硬化上述之聚矽氧橡膠時所使用的硬化劑，通常 使用在導電性聚矽氧橡膠硫化時利用游離基反應、加成反 應、縮合反應等予以硫化、硬化者，對於其硬化機構沒有 限制，可以使用習知之各種硬化劑。例如，式（1 )·之有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 29?公黎）_ g - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} i裝| 訂. 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A6 B6_ 五、發明説明（7 ) 機基聚矽氧焼含有烯基時，有二-第三一丁基過氧化物、 2，5 ―’二甲基—2，5. —二（第三一丁基過氧基）己烷 等烷基過氧化物，二枯烯基過氧化物等芳烷基過氧化物等 有機過氧化物。加成反應硬化劑例如一分子中至少含有2 個以上鍵結於矽原子之氫原子的有機基氫基聚矽氧烷及鉑 系觸媒。此外，若式（1)之有機基聚矽氧烷含有羥基時 ，作爲縮合硬化劑者可使用多官能之烷氧基矽烷或矽氧烷 及有機金屬酸鹽等。而且，硬化劑的添加量亦可與一般的 導電性聚矽氧橡膠相同。 上述之聚矽氧橡膠組成物，視其所需亦可以添加混合 矽氫膠（含水矽膠）、矽氣凝膠（無水矽酸-煙霧質矽石 )等補强性矽塡充劑、陶土、碳酸鈣、矽藻土、二氧化鈦 等塡充劑，低分子矽氧烷酯、矽烷醇例如二苯基矽烷二醇 等分散劑，氧化鐵、氧化鋪、辛酸鐵等耐熱性提高劑，爲 了提高粘著性或成形加工性之各種碳操作子（carbon f u n c t i q n )矽烷，可賦予難燃性之鉑化合物等。 本發明之半導電輥，係在芯線上形成上述聚矽氧橡膠 組成物之半導電性硬化物層（聚矽氧橡膠層）者，此時視 芯線的材質、尺寸大小等輥的種類而定，適當地予以選擇 而得。而且，聚矽氧橡膠組成物之成形，硬化法亦可以適 當地選擇而得，例如可藉由加壓成形，移送成形、押出成 形、射出成形、壓延成形等予以成形；硬化法可視硬化劑 的種類予以選擇。 此外，該半導電性硬化物層（聚矽氧橡膠層），其表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）-Q - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -丨装· 訂· S8i27i 五、發明説明（9 ) 與圖1所示寬7mm之電極3接觸，所測得電極3及輥芯 線2間之電阻，評估測定部份爲在對軸方向2 0點的位置 之離散性。此時，測定電壓爲1 〇 0V，測定機器4係使 用阿得邦（adoban ，音譯）公司製試驗數字超髙電阻計 R 8 3 4 0 ° 〔實例4、5，比較例2.〕 除以表1所示之比例添加導電性氧化鋅（本莊化學（ 股）製）或白色導電性氧化鈦ET — 5 0 〇W (石原產業 (股）製）取代乙炔黑外，其餘與實例1相同，評估其特 性。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —裝， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）- 1 2 8 3
A B 五、發明説明（10) 〔表1〕 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 實例 賺例 追加實例 1 2 3 4 5 1 2 Γ 甲基乙烯基 100 100 100 100 100 100 100 甲基苯基聚 聚矽氧烷 矽氧院100 KMP-5 9 4 20 50 100 20 20 — 3 20 R— 9 7 2 20 20 20 5 5 20 5 20 乙炔黑 13 13 13 13 13 導電性氧化鋅 200 200 導電性鈦 200 有機過氧化物 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 酿 40 38 36 55 53 40 55 38 1X105 5X104 3X104 IX107 5X107 IX ΙΟ4 IX ΙΟ5 4 ΧΙΟ4 電阻値（Ω) 〜 1X105 5X105 IX105 IX 10s 5X108 IX ΙΟ7 1Χ10ι° 6Χ105 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 太紙後尺麿滴闵Φ因因定垣進i rNS〗A4找权〈ΉΠ V 格）
A7 一 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（u) 實施例6 除使用由96. 85莫耳％二甲基矽氧烷，3. 〇莫 耳％二苯基矽氧烷單位，0. 1 5莫耳％二甲基乙烯基矽 氧烷單位所構成之平均聚合度約8 0 0 0的有機基聚矽氧 烷取代甲基乙烯基聚矽氧烷外，其餘同實施例1的方法， 然後評價其特性。 由表1所得結果可以確知，配合有球狀聚矽氧彈性體 粒子者（實例1〜5 )與沒有配合該彈性體或僅少量配合 者（比較例1、2 )相比，其半導電範圍內電阻値較爲安 定，且其離散性在1位數左右。 〔圖面之簡單說明〕 〔圖1〕 爲了測定本發明之半導電輥之電特性所使用裝置的簡 略圈。 〔符號說明〕 1 輥 2 芯線 3 電極 4 測定機器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇X297公釐）-13 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i裝--- 訂 ——#妒
Claims (1)
- 申請專利_Α8 Β8 C8 D8 第82108325號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國88年9月修正 1 種半導電輥，其特徵爲在芯線上形成含有 A)下述平均組成式（1 )所示的有機基聚矽氧焼, (1 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (其中R係爲取代或非取代之碳數1〜6的一價烴基，η 爲1. 95〜2. 05之正數）； (Β )對1 〇 〇重量份上述之有機基聚矽氧烷而言爲5〜 200重量份之平均粒徑爲0.1〜100#m之球狀甲 基聚矽氧彈性體粒子；及 (C )選自碳黑、氧化鋅、或氧化鈦中之一種或二種以上 之導電性材料之聚矽氧橡膠組成物的半導體硬化物層，其 半導體性硬化物層表面與芯線上之電阻爲1 X 1 〇3〜1 X 1 01αΩ，半導體性硬化物層於此電阻範圍內其電阻之 最大值與最小值的比率（即變動率）爲< 9 9 ，且選自顯 像裝置之帶電輥、影印輥與顯像輥。 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 訂· -1 -* 申請專利_Α8 Β8 C8 D8 第82108325號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國88年9月修正 1 種半導電輥，其特徵爲在芯線上形成含有 A)下述平均組成式（1 )所示的有機基聚矽氧焼, (1 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (其中R係爲取代或非取代之碳數1〜6的一價烴基，η 爲1. 95〜2. 05之正數）； (Β )對1 〇 〇重量份上述之有機基聚矽氧烷而言爲5〜 200重量份之平均粒徑爲0.1〜100#m之球狀甲 基聚矽氧彈性體粒子；及 (C )選自碳黑、氧化鋅、或氧化鈦中之一種或二種以上 之導電性材料之聚矽氧橡膠組成物的半導體硬化物層，其 半導體性硬化物層表面與芯線上之電阻爲1 X 1 〇3〜1 X 1 01αΩ，半導體性硬化物層於此電阻範圍內其電阻之 最大值與最小值的比率（即變動率）爲< 9 9 ，且選自顯 像裝置之帶電輥、影印輥與顯像輥。 本紙張尺度逋用中國國家梂準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 訂· -1 -*
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