(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウレタンフォーム又はウレタンエラストマーを基材とし、これに導電性付与剤としてテトラシアノエチレンを添加してなり、電気抵抗が温度１５〜３２．５℃、相対湿度１０〜８５％において測定電圧１０〜５０００Ｖの範囲で１×１０５〜ｌ×１０１０Ω・ｃｍであり、上記電気抵抗の位置ばらつきが±２０％以下であり、かつ温度１５℃、相対湿度１０％の電気抵抗が温度３２．５℃、相対湿度８５％の電気抵抗の５０倍以内であることを特徴とする半導電性高分子部材。
【請求項２】
テトラシアノエチレンの添加量が、ウレタンフォーム又はウレタンエラストマー１００重量部に対して０．００１〜２０重量部である請求項１記載の部材。
【請求項３】
測定電圧１０Ｖにおける電気抵抗が、測定電圧５０００Ｖにおける電気抵抗の２倍以下である請求項１又は２記載の部材。
【請求項４】
電子写真プロセス用の弾性ローラである請求項１〜３のいずれか１項記載の部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の部材を、転写ローラとして用いた画像形成装置の転写装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項記載の部材を、現像ローラとして用いた画像形成装置の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、帯電防止機能を有する包装部材や衝撃吸収部材、電子写真プロセスで利用する半導電性部材などとして使用される半導電性高分子部材並びに画像形成装置の転写装置及び現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、電子技術の進歩に伴い、電子部品を保護するための包装材及び衝撃吸収材の帯電防止技術に対する要求が高まっている。また、電子写真技術の進歩に伴い、電子写真プロセスで利用する半導電性部材に対する要求も高まっており、とりわけ現像又は転写等のプロセスに利用される弾性ローラが注目されている。このような用途に用いられる半導電性部材は、所定の電気抵抗値であるのみならず、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、電気抵抗の印加電圧依存性が少なく、低温低湿時と高温高湿時の電気抵抗の変動幅が少なく、かつ連続して通電した際の電気抵抗の変動幅が少ないことが必要である。
【０００３】
従来、このような用途に用いられる半導電性部材としては、高分子エラストマーや高分子フォーム等の高分子物質に金属や金属酸化物の粉末、ウイスカーを混入したり、カーボンブラック等のフィラーを混入することにより、所定の抵抗値に調整した高分子部材が用いられているが、この種の高分子部材は、電気抵抗の位置ばらつきが大きく、電気抵抗の測定電圧依存性が大きいという問題点があった。
【０００４】
また、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウムの如き無機イオン物質及び／又はラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシル・トリメチル・アンモニウム・クロライド、ドデシル・トリメチル・アンモニウム・クロライド、ヘキサデシル・トリメチル・アンモニウム・クロライド、変性脂肪族・ジメチル・エチルアンモニウム・エトサルフェートの如き陽イオン性界面活性剤、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ジメチル・アルキルラウリルベタインの如き両性イオン界面活性剤、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、ほうふっ化テトラブチルアンモニウムなどの４級アンモニウム塩の如き有機イオン物質よりなる導電剤及び／又は親水性のポリエーテルやポリエステルの如き帯電防止剤を高分子エラストマーや高分子フォーム等の高分子物質に混入して、所定の抵抗値に調整した高分子部材も知られているが、この種の高分子部材は低温低湿時と高温高湿時の電気抵抗の変動幅が大きいという問題点があった。
【０００５】
従って、本発明は、かかる従来の半導電性高分子部材の欠点を解決し、上述した諸特性を兼備した半導電性高分子部材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、ウレタンフォーム又はウレタンエラストマーの基材に対し、導電性付与剤としてテトラシアノエチレンを添加することにより、電気抵抗が温度１５〜３２．５℃、相対湿度１０〜８５％において測定電圧１０〜５０００Ｖの範囲で体積抵抗１×１０５Ω・ｃｍ以上ｌ×１０１０Ω・ｃｍ以下であり、かつ電気抵抗の位置ばらつきが少なく、しかも低温低湿時と高温高湿時の電気抵抗の変動幅が少ない半導電性高分子部材が確実に得られることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００７】
従って、本発明は、ウレタンフォーム又はウレタンエラストマーを基材とし、これに導電性付与剤としてテトラシアノエチレンを添加してなり、電気抵抗が温度１５〜３２．５℃、相対湿度１０〜８５％において測定電圧１０〜５０００Ｖの範囲で１×１０５〜ｌ×１０１０Ω・ｃｍであり、上記電気抵抗の位置ばらつきが±２０％以下であり、かつ温度１５℃、相対湿度１０％の電気抵抗が温度３２．５℃、相対湿度８５％の電気抵抗の５０倍以内であることを特徴とする半導電性高分子部材を提供する。更に、かかる部材を転写ローラとして用いた画像形成装置の転写装置、及び現像ローラとして用いた画像形成装置の現像装置を提供する。
【０００８】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。                                本発明に係る半導電性高分子部材は、高分子物質に導電性付与剤を添加混合してなるものであり、その電気抵抗が温度１５〜３２．５℃、相対湿度１０〜８５％において、測定電圧１０〜５０００Ｖの範囲で体積抵抗１×１０5〜１×１０10Ω・ｃｍ、好ましくは２×１０7〜５×１０9Ω・ｃｍであり、上記電気抵抗の位置ばらつきが±２０％以下、好ましくは±１０％以下であり、かつ低温低湿時（１５℃、１０％）の電気抵抗が高温高湿時（３２．５℃、８５％）の電気抵抗の５０倍以内、好ましくは４０倍以内であるものである。
【０００９】
ここで、上記高分子材料としては、ウレタンフォーム又はウレタンエラストマーが用いられる。
【００１０】
なお、ウレタンフォームを得る場合の発泡方法に制限はないが、発泡剤による方法や機械的な撹拝により気泡を混入する方法が好ましく用いられる。また、ウレタンの製造方法にも制限はないが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、グリセリンにポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイドを付加重合したポリオール、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール等の鎖延長剤とトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ）やウレトンイミン変性ジフェニルメタンジイソシアネート等の液状ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート等の硬化剤を上記導電性付与剤、カーボンブラック等の補強剤、架橋反応触媒などと共に混合した後、加熱硬化させる方法が好ましく用いられる。
【００１１】
本発明の半導電性高分子部材は、上記ウレタンフォーム又はウレタンエラストマーを基材とし、これに導電性付与剤として、電荷移動錯体を形成し得る電子受容物質であるテトラシアノエチレンを添加するものであり、このテトラシアノエチレンを添加することにより、本発明の目的が効果的に達成される。
【００１２】
ここで、上記テトラシアノエチレンは、電子移動錯体を形成し得る電子受容物質であり、テトラチアフルバレン、リチウム等の電子供与物質と錯体を形成した形で使用してもよい。
【００１３】
上記テトラシアノエチレンの添加量は、上記ウレタンフォーム又はウレタンエラストマー１００重量部に対して０．００１〜２０重量部、望ましくは０．０１〜１重量部とすることが好ましい。
【００１４】
なお、上記テトラシアノエチレンに加え、本発明の効果を損なわない範囲で、カーボンブラックや金属粉、金属酸化物等の公知の導電性フィラーを併用しても良く、過塩素酸リチウムの如き無機イオン物質や４級アンモニウム塩の如き有機イオン物質からなるイオン性導電剤、陽イオン性界面活性剤、負イオン性界面活性剤、各種ベタインの如き両性イオン界面活性剤、親水性のポリエーテルやポリエステル等の非イオン性帯電防止剤を併用しても良い。また、ウレタン系部材ではポリオール成分を予めイソシアネートによりプレポリマー化しておくことも好ましい。
【００１５】
本発明の半導電性高分子部材は、帯電防止機能を有する包装部材、帯電防止機能を有する衝撃吸収部材、電子写真プロセスで利用する半導電性部材、例えば現像、転写装置等に用いる弾性ローラ等として好適に用いられる。
【００１６】
また、本発明の半導電性高分子部材は、その電気抵抗の変動が印加電圧に対して安定であり、好ましくは２倍以下、より好ましくは１．２倍以下であることが挙げられる。すなわち、カーボンブラックや金属粉、金属酸化物等のフィラーにより導電性を付与した高分子部材は電気抵抗が印加電圧に対して変動し、例えば印加電圧１０Ｖの場合の電気抵抗が印加電圧５０００Ｖにおける電気抵抗の５倍もの値を示すが、本発明の半導電性高分子部材の電気抵抗の測定電圧依存性は、測定電圧１０Ｖにおける電気抵抗が、測定電圧５０００Ｖにおける電気抵抗の２倍以下であり、このため電子写真等による画像形成装置の半導電性高分子部材、特に転写装置、現像装置のローラ等として好適である。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例、比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。なお、湿度は相対湿度である。
【００１８】
〔実施例１〕
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加して分子量５０００としたポリエーテルポリオール１００重量部、１，４−ブタンジオール６．５６重量部、トリレンジイソシアネート２２重量部、シリコーン系界面活性剤２重量部、ジブチルチンジラウレート０．０１重量部、テトラシアノエチレン０．０１重量部をハンドミキサーで混合し、その混合物を５．５ｍｍ厚の平モールドに注入し、６０℃で１２時間キュアーして、シート状ウレタンフォームを作製した。
【００１９】
次いで、面積１９．６ｃｍ2の円形電極を用いて、上記ウレタンフォームの電気抵抗をＴｒｅｃｋ社製６１０Ｃ電源によりウレタンフォームの４点で測定した。測定時の温度、湿度は各々１５℃、１０％であった。電気抵抗は４点の平均値で印加電圧が１０００Ｖの時１．４×１０9Ω、４０００Ｖの時１．３×１０9Ωであった。電気抵抗の位置ばらつきは平均値に対して±５％の範囲であった。また、測定時の温度、湿度が各々３２．５℃、８５％では、印加電圧１０００Ｖの時電気抵抗は４点の平均値で５．７×１０7Ωであった。
【００２０】
〔比較例１〕
配合する導電剤をテトラシアノエチレン０．０１重量部に代えて過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ4、分子量１２２．５）の３３％ジエチレングリコールモノメチルエステル溶液０．０４重量部とした以外は実施例１と同様に実験を行った。測定時の温度、湿度は各々１５℃、１０％で、電気抵抗は４点の平均値で印加電圧が１０００Ｖの時２．９×１０8Ω、４０００Ｖの時２．７×１０8Ωであった。電気抵抗の位置ばらつきは平均値に対して±５％の範囲であった。また、測定時の温度、湿度が各々３２．５℃、８５％では、印加電圧１０００Ｖの時電気抵抗は４点の平均値で４．６×１０6Ωであった。実施例と比較して、本比較例のウレタンフォームは、低温低湿時と高温高湿時の電気抵抗の変動が大きいことが認められる。
【００２２】
〔比較例２〕
配合する導電剤をテトラシアノエチレン０．０１重量部に代えてアセチレンブラック１．５重量部とした以外は実施例１と同様に実験を行った。測定時の温度、湿度は各々１５℃、１０％で、電気抵抗は４点の平均値で印加電圧が１０００Ｖの時２．９×１０8Ω、４０００Ｖの時７．８×１０7Ωであった。電気抵抗の位置ばらつきは平均値に対して±５０％以上であった。また、測定時の温度、湿度が各々３２．５℃、８５％では、印加電圧１０００Ｖの時電気抵抗は４点の平均値で３．０×１０8Ωであった。実施例と比較して、本比較例のウレタンフォームは、印加電圧１０００Ｖと４０００Ｖの間の電気抵抗の変動が大きいことが認められる。
【００２３】
〔実施例３〕
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加して分子量５０００としたポリエーテルポリオール１００重量部、１，４−ブタンジオール６．５６重量部、トリレンジイソシアネート２２重量部、シリコーン系界面活性剤２重量部、ジブチルチンジラウレート０．０１重量部、テトラシアノエチレン０．０１重量部をハンドミキサーで混合し、その混合物で直径６ｍｍの金属製シャフトを被覆、硬化した直径１６．５ｍｍで長さ２１５ｍｍのウレタンフォーム転写ローラを作製した。
【００２４】
次いで、上記転写ローラを図１に示す画像形成装置に組み込み、１．３μＡの定電流電源を転写電源として、温度、湿度が各々１５℃、１０％の環境でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたところ、良好な画像が得られた。更に温度、湿度が各々３２．５℃、８５％の環境でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたところ、良好な画像が得られた。
【００２５】
なお、図１において、１は感光体、２は帯電ローラ、３は現像ローラ、４は転写ローラ、５は普通紙等の転写材であり、感光体１にレーザービームが照射されて露光される。
【００２６】
〔比較例３〕
配合する導電剤をテトラシアノエチレン０．０１重量部に代えて過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ4、分子量１２２．５）の３３％ジエチレングリコールモノメチルエステル溶液０．０４重量部とした以外は実施例３と同様に実験を行った。温度、湿度が各々１５℃、１０％の環境でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたところ、良好な画像が得られた。しかし、温度、湿度が各々３２．５℃、８５％の環境でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたところ、黒ベタ画像は充分な黒色度が得られなかった。
【００２７】
〔実施例４〕
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加して分子量５０００としたポリエーテルポリオール１００重量部、１，４−ブタンジオール６．５６重量部、トリレンジイソシアネート２２重量部、ジブチルチンジラウレート０．０１重量部、テトラシアノエチレン０．０１重量部を真空中でラボミキサーにより混合し、その混合物で直径６ｍｍの金属製シャフトを被覆、硬化した直径２０ｍｍで長さ２２２ｍｍのウレタンエラストマー現像ローラを作製した。
【００２８】
次いで、上記現像ローラを図１の画像形成装置に組み込み、実施例３と同様にして温度、湿度が各々１５℃、１０％の環境でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたところ、良好な画像が得られた。更に温度、湿度が各々３２．５℃、８５％の環境でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたところ、良好な画像が得られた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の半導電性高分子部材は、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、低温低湿時と高温高湿時の電気抵抗の変動幅が少なく、かつ連続して通電した際の電気抵抗の変動幅が少ないものであり、これを電子写真プロセスの現像・転写等に用いるローラに利用すれば、好適な画像が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例、比較例の転写ローラ又は現像ローラを組み込んだ画像形成装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電ローラ
３  現像ローラ
４  転写ローラ
５  転写材
６  レーザービーム
【図１】
0003543375.tif 000002