(57)【要約】本発明は、優れた機械的特性、耐熱性、寸法安定性及び成形性を有すると共に、一定の比抵抗値を保持でき、比抵抗値のムラがなく、温度変化による比抵抗値の変動が少なく、比抵抗値のコントロールが容易にでき、所望する用途に抵抗値を簡易に設定できる、導電性水硬性組成物、導電性部品及びその製造方法を提供する。導電性水硬性組成物は、水硬性組成物び導電性材料を含有してなり、好適には、樹脂やシランカップリング剤を含有する。当該導電性材料は、金属系の材料や非金属系の材料も使用でき、その配合量は、所望する比抵抗値の程度により任意に決定できる。また、導電性部品は、上記導電性水硬性組成物を成形し、次いで養生硬化することにより構成される。当該導電性部品の比抵抗値は、１０３〜１０１１Ω・ｃｍ、好適には１０５〜１０９Ω・ｃｍである。
2003101907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性組成物及び導電性材料を含有してなることを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の導電性水硬性組成物において、更に、樹脂を含有してなることを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載の導電性水硬性組成物において、更にシランカップリング剤を含有することを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項４】
請求の範囲第１〜３項のいずれかの項に記載の導電性水硬性組成物において、導電性材料は、金属系導電性材料または非金属系導電性材料であることを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項５】
請求の範囲第１〜４項のいずれかの項に記載の導電性組成物において、樹脂１００重量部に対して、水硬性組成物を２００〜９００重量部配合してなることを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項６】
請求の範囲第１〜５項のいずれかの項記載の導電性水硬性組成物において、水硬性組成物は、水硬性粉体からなることを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項７】
請求の範囲第１〜５項のいずれかの項記載の導電性水硬性組成物において、水硬性組成物は、水硬性粉体と非水硬性粉体とからなることを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の導電性水硬性組成物において、水硬性粉体と非水硬性粉体との混合割合は、水硬性粉体と非水硬性粉体との混合粉体中、非水硬性粉体が０〜８０重量％含有されることを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項９】
請求の範囲第１〜８項のいずれかの項記載の導電性水硬性組成物において、樹脂は、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂からなることを特徴とする導電性水硬性組成物。
【請求項１０】
水硬性組成物及び導電性材料を含有する材料により構成されることを特徴とする導電性部品。
【請求項１１】
請求の範囲第１０項記載の導電性部品において、水硬性組成物及び導電性材料を含有する材料は、更に樹脂を含有することにより構成されることを特徴とする導電性部品。
【請求項１２】
請求の範囲第１０項または第１１項に記載の導電性部品において、水硬性組成物及び導電性材料を含有する材料は、更にシランカップリング剤を含有することを特徴とする導電性部品。
【請求項１３】
請求の範囲第１０〜１２項に記載の導電性部品において、比抵抗値が１０３〜１０１１Ω・ｃｍであることを特徴とする導電性部品。
【請求項１４】
請求の範囲第１０〜１３項のいずれかの項記載の導電性部品において、導電性材料は、２種以上含有されることを特徴とする導電性部品。
【請求項１５】
請求の範囲第１０〜１４項のいずれかの項記載の導電性部品は、ローラであることを特徴とする導電性部品。
【請求項１６】
請求の範囲第１０〜１５項のいずれかの項記載の導電性部品を製造するにあたり、水硬性組成物及び導電性材料を含有する材料を、所定形状に成形し、次いで養生硬化させることにより製造することを特徴とする導電性部品の製造方法。
【請求項１７】
請求の範囲第１６項に記載の導電性部品の製造方法において、成形は射出成形であることを特徴とする導電性部品の製造方法。
【請求項１８】
請求の範囲第１７項に記載の導電性部品の製造方法において、水硬性組成物及び導電性材料を含有する材料をシャフトの周りに射出成形してローラを製造することを特徴とする導電性機械部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、導電性水硬性組成物、導電性部品及びその製造方法に関し、特に、温度変化による比抵抗値の変動がなく、均一なムラのない比抵抗値を有し、更に比抵抗値のコントロールが容易な導電性水硬性組成物、導電性部品及びその製造方法に関する。
背景技術
従来から、プリンタや複写機などの画像形成装置に用いられる帯電ローラや現像ローラ、電子部品収納容器（例えばＩＣトレー）、面発熱体や面スイッチなどの電子・電気部品、電磁波遮蔽材や帯電防止を施した床材・ベルトなどの複合機能性部品などのように、ゴムや樹脂材料に導電性材料を添加し、所定の抵抗値に設定された各種導電性部品が実用化されている。
例えば、帯電ローラは、画像形成装置内の感光体表面に均一な帯電を施すための部材であり、電圧を印加した導電性弾性ローラを感光体表面に押し当て、感光体と共に接触回転することで帯電を行っている。
帯電ローラの形状は、第１図に示すように、高圧電源が摺動電極を介して接続される金属製のシャフト１、シャフト１の周りに配置される導電性弾性層２、導電性弾性層２の外周には中抵抗層３及び保護層４が配置されているものが例示される。
導電性弾性層２は、導電カーボン粉体を分散したＥＰＤＭ、ウレタンゴム、シリコンゴムなどから構成される。中抵抗層３は、過剰電流に対して層内電圧降下によって電流を抑制し、電源電圧降下による帯電不良及び感光体絶縁破壊を防止する機能を有する。保護層４は、ローラ内部のゴム材料に含まれる添加剤による感光体汚染、ならびに現像剤や紙粉の付着による帯電ローラ表面の汚れの蓄積を防止する保護層であり、ナイロンなどの樹脂が利用されている。
また、現像ローラでは、一成分非磁性トナーを用いた現像装置などにおいて、第２図に示すように、シャフト５の周りに中抵抗層６、表層７を配置したものが用いられている。
このような、帯電ローラや現像ローラにおいては、ローラ表面を所定の電位に安定的に保持することが必要であり、特に中抵抗層においては、使用環境状況の変化にも拘らず、例えば常に比抵抗１０６〜１０８Ω・ｃｍを維持することが必要となる。
このように、従来から導電性部品としては、一般に、ゴムや樹脂などにカーボンなどの導電性材料を添加した導電性部品が広く使用されており、かかる導電性部品の導電性を任意に設定するために、導電性材料の量を増大させることで、任意の比抵抗値を有する導電性部品を得ていた。
しかし、これらの従来の導電性部品は、１０３〜１０１１Ω・ｃｍ、特に１０５〜１０９Ω・ｃｍの中抵抗値領域においては、著しい抵抗値の変動が認められ、安定した抵抗値を有することが困難であった。これは、例えば、ゴム材料中に分散された導電性材料であるカーボンの凝集構造が、ゴム製造時に温度により変形してしまうことが原因と考えられる。
さらに従来の導電性部品は、温度依存性が高く、温度が上昇するに伴い、ゴムなどが膨張して形態学的な変化を呈することにより、含有される導電性材料であるカーボンの凝集体間の距離が増大し、比抵抗値が変動してしまうという問題があった。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、優れた機械的特性、耐熱性、寸法安定性及び成形性を有すると共に、一定の比抵抗値を保持でき、比抵抗値のムラがなくかつ制御が容易であり、温度変化による比抵抗値の変動が少ない、導電性水硬性組成物及び導電性部品を提供することにある。
また、本発明の目的は、比抵抗値のコントロールが容易にでき、所望する用途に抵抗値を簡易に設定できる、導電性部品の製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明の導電性水硬性組成物は、水硬性組成物及び導電性材料を含有することを特徴とする。
好適には、上記導電性水硬性組成物は、更に、樹脂を含有してなることを特徴とする。
また好適には、上記導電性水硬性組成物は、更に、シランカップリング剤を含有することを特徴とする。
更に好適には、上記導電性水硬性組成物において、導電性材料は、金属系導電性材料または非金属系導電性材料であることを特徴とする。
更に好適には、上記導電性水硬性組成物において、樹脂１００重量部に対して、水硬性組成物を２００〜９００重量部配合してなることを特徴とする。
更に好適には、上記導電性水硬性組成物において、水硬性組成物は、水硬性粉体からなることを特徴とする。
更に好適には、上記導電性水硬性組成物において、水硬性組成物は、水硬性粉体と非水硬性粉体とからなることを特徴とする。
更に好適には上記導電性水硬性組成物において、水硬性粉体と非水硬性粉体との混合割合は、水硬性粉体と非水硬性粉体との混合粉体中、非水硬性粉体が０〜８０重量％含有されることを特徴とする。
更に好適には、上記導電性水硬性組成物において、樹脂は、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂からなることを特徴とする。
本発明の導電性部品は、水硬性組成物及び導電性材料を含有する材料により構成されることを特徴とする。
また好適には、上記導電性部品は、水硬性組成物、樹脂及び導電性材料を含有する材料により構成されることを特徴とする。
また好適には、上記導電性部品は、更にシランカップリング剤を含有する材料により構成されることを特徴とする。
更に好適には、上記導電性部品において、比抵抗値が１０３〜１０１１Ω・ｃｍであり、望ましくは１０５〜１０９Ω・ｃｍであり、更に望ましくは１０６〜１０８Ω・ｃｍであることを特徴とする。
また好適には、上記導電性部品において、導電性材料は、２種以上含有されることを特徴とする。
また好適には、上記導電性部品は、ローラであることを特徴とする。
本発明の導電性部品の製造方法は、水硬性組成物及び導電性材料を含有する材料を、所定形状に成形し、次いで養生硬化させることにより製造する工程を含むことを特徴とする。
好適には、上記導電性部品の製造方法において、成形は射出成形であることを特徴とする。
更に好適には、上記導電性部品の製造方法において、水硬性組成物及び導電性材料を含有する材料をシャフトの周りに射出成形してローラを製造することを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
本発明の導電性水硬性組成物及び導電性部品は、水硬性組成物と導電性材料とを含む材料により構成され、特に、水硬性組成物と導電性材料と樹脂とを含む材料により構成されるものである。ここで、これらの水硬性組成物と導電性材料とを含む材料を、以下に導電性水硬性組成物と称す。
また、機械部品とは、一般の機械のみならず、電気機器や電子機器等の機器全般に利用される部品を意味するものとする。
本発明の導電性水硬性組成物や導電性部品に用いる導電性材料は、導電性材料が水硬性組成物中に均質分散して導電ネットワークを形成することにより、絶縁体である水硬性組成物成形体に対して導電性を付与する作用を有する材料である。
かかる導電性材料は、特に限定されず、金属系導電性材料や非金属系導電性材料を使用することができ、より好ましくは、２種以上の導電性材料を同時に用いることが、体積固有抵抗値が安定となるため好ましい。
金属系導電性材料としては、例えば銅、アルミニウム、鉄、クロム、亜鉛、鉛、錫、プラチナ、ニッケル等の粉末が挙げられる。
また、非金属系導電性材料としては、例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２／ＢａＳＯ４、ＳｎＯ２／ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＳｎＯ２／Ｋ２Ｏ／ｎＴｉＯ２、Ｃ／Ｋ２Ｏ／ｎＴｉＯ２、ＺｎＯ等の粉末があり、またオイルファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、天然黒鉛、人造黒鉛、ＰＡＮ系カーボン繊維、ピッチ系カーボン繊維等のカーボン系導電性材料も含まれる。
当該導電性材料の、導電性水硬性組成物中の配合割合は、所望する比抵抗値が達成されるための量であれば特に限定されず任意に決定することができる。例えば、１０３〜１０１１Ω・ｃｍ程度の比抵抗値を所望する場合には、水硬性組成物及び樹脂の混合物１００重量部に対して、導電性材料は７〜１４重量部、好ましくは、８〜１０重量部配合される。また、使用する導電性フィラーの粉末抵抗値によっても、その添加量は変動する。
本発明の導電性水硬性組成物中の水硬性組成物と樹脂との配合割合は、該導電性水硬性組性物の成形性によっても変化するが、上記樹脂１００重量部に対して水硬性組成物を２００〜９００重量部、特に好適には５５０〜７５０重量部の量で用いることが望ましい。２００重量部未満であると、得られる成形体の強度が低下し、９００重量部を超えると導電性水硬性組成物中の樹脂の配合量が減ることから成形性が低下して望ましくない。
また、本発明の導電性部品を構成する導電性水硬性組成物に用いられる水硬性組成物は、水硬性粉体のみからなることができる。
ここで、水硬性粉体とは、水によって硬化する粉体を意味し、好ましくはポルトランドセメント、珪酸カルシウム、カルシウムアルミネート、カルシウムフルオロアルミネート、カルシウムサルフォアルミネート、カルシウムアルミノフェライト、リン酸カルシウム、半水又は無水石膏及び自硬性を有する生石灰の粉体からなる群より選ばれた少なくとも一種類の粉体が使用される。
前記水硬性粉体の粒径等は特に制限されないが、成形時の可使時間ならびに得られる成形体の強度の点から、平均粒径１０〜４０μｍ程度のものが好ましく、また、成形体の高強度を確保する点から、ブレーン比表面積が２５００ｃｍ２／ｇ以上であることが好ましい。
また、本発明に用いる水硬性組成物は、上記水硬性粉体のほかに、非水硬性粉体を含有してなることもできる。
当該非水硬性粉体は、単体では水と接触しても硬化することがない粉体を意味するが、アルカリ性若しくは酸性状態、あるいは高圧蒸気雰囲気においてその成分が溶出し、他の既溶出成分と反応して生成物を形成する粉体も含む意である。
非水硬性粉体としては、水酸化カルシウム粉末、二水石膏粉末、炭酸カルシウム粉末、スラグ粉末、フライアッシュ粉末、珪石粉末、粘土粉末及びシリカヒューム粉末からなる群より選ばれた少なくとも一種類の粉体を好適に用いることができる。
これらの非水硬性粉体は、ポゾラン反応もしくはマイクロフィラー効果により、強度を増進する機能を有する。
これらの非水硬性粉体の平均粒径は、好ましくは水硬性粉体の平均粒径より１桁以上小さく、より好ましくは２桁以上小さいものが、水硬性粉体の間隙を充填し、得られる成形体部品が緻密かつ高強度となる点から好ましいが、細かさの下限は特に限定されず、本発明の効果を害することがなければ特に制限されることはない。通常、水硬性粉体の平均粒径の１／５００程度以上であることが成形性の点から好ましい。
このような粒径の非水硬性粉体を用いることによって、導電性水硬性組成物を用いた本発明の導電性部品の寸法安定性を向上させることができる。
また、導電性水硬性組成物を成形して、導電性部品を成形する場合であって、特に複雑な形状に成形する際には、その性状が流動性に富むことが、成形性を容易にする要因であり、このためには前記非水硬性粉体の４０〜６０重量部が５〜２０μｍの球状粒子で構成されていることが流動性を高める有効な手段であり、特に好ましい。
かかる非水硬性粉体は、上記水硬性粉体と非水硬性粉体との混合粉体である水硬性組成物中、０〜８０重量％、特に好適には５０〜７０重量％含有されることが好ましい。これは、８０重量％を超えて、水硬性組成物中に非水硬性粉体が含有されると、成形体強度、ＨＤＴの低下、線膨張係数が温度依存を受けることとなり好ましくない。
本発明に用いる導電性水硬性組成物に含有される樹脂は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を使用することができる。
本発明に用いることができる熱可塑性樹脂には、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンやポリ４メチルペンテン等のポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等の公知の熱可塑性樹脂が含まれ、これらを一種又はそれ以上で用いることができる。
当該熱可塑性樹脂は、射出成形、押出成形、加圧成形等の種種の成形に使用できるものであるが、特に射出成形に好適に使用することができる。
また、好適には、当該熱可塑性樹脂は、導電性水硬性組成物や導電性部品の成形性をより優れたものとするため、分子量は５０００以上あることが望ましい。なお、その上限については、分子量が大きくなると混練性に大きく影響するため、混練性に影響を与えない範囲で適宜選択設定することが好ましい。
また、本発明に用いることができる熱硬化性樹脂には、例えばフェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の公知の熱硬化性樹脂が含まれ、これらを一種又はそれ以上で用いることができる。
好適には本発明の導電性水硬性組成物には、導電性の安定化を図るため、更にシランカップリング剤などの添加剤を含有することが望ましい。
シランカップリング剤は、有機物とケイ素とから構成される化合物で、通常では極めて結合し難い有機材料と無機材料とを結ぶ仲介機能を有するため、本発明の導電性水硬性組成物のような複合材料の機械的強度、耐水性、接着性の改善、樹脂改質、表面改質等に寄与し、特に本発明では、導電性の安定化の向上に有効である。導電性水硬性組成物中のシランカップリング剤の含有量は、導電性水硬性組成物中の樹脂分を除いた残部（無機フィラー）１００重量部に対して１重量部以下が好ましく、特に好ましくは０．５重量部程度において、顕著な安定化効果が期待できる。
シランカップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（３，４エボキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシランなどがある。
本発明の導電性水硬性組成物を調製するには、上記水硬性組成物と、上記導電性材料と、必要に応じて添加される上記樹脂や上記シランカップリング添加剤等とを上記配合割合で混合して調製する。混合方法については、特に限定はなく、これらの成分を均一に混合できればよい。特に、水硬性粉体と非水硬性粉体とを含む組成物を均一に混合するためには、強力な剪断力を加えることができる混合方法を採用することが好ましく、例えば、ニーダー等を用いて混練する。この様な剪断力の高い混合機を用いて混合することによって、混合に要する時間を短縮することができる。
更に、成形時の混合物のハンドリングを良好にするために、混合後、成形する形状に適した大きさに造粒しても良い。造粒方法としては、転動造粒法、圧縮造粒法、攪拌造粒法等の公知の方法を採用すればよい。
次いで、得られた導電性水硬性組成物を用いて、導電性部品である成形体を製造する。
本発明に係る導電性部品である成形体は、上記導電性水硬性組成物を所定の形状に成形し、成形体を得た後、得られた成形体に水分を導入することにより養生硬化させることによって製造するものである。
具体的には、成形方法としては、射出成形法、押出成形法、加圧成形法等を用いることができるが、これらに限定されるものではなく、公知の成形法を利用することができる。
上記導電性水硬性組成物は、優れた射出成形性を有するものであり、特に射出成形を用いる場合には、導電性水硬性組成物を溶融混練することにより、例えばペレット状に成形し、これを射出成形用の原料として用いることが好ましい。
特に、樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合には、当該熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で導電性水硬性組成物を溶融混練して、射出成形用ペレット状原料に成形する。
前記ペレット状原料は、射出成形機内部の加熱シリンダ内で再び溶融・混練されて、射出装置によって所望する形状の金型内に充填され、成形体を得る。
一般に、水硬性組成物は水によって流動性が得られるが、脱型には長時間が必用であり、射出成形等の成形は難しい。また、水硬性組成物と水とが接触した場合には水和反応が進行して硬化するため、成形不良品等のリサイクルは不可能となる。
しかしながら、特に、導電性水硬性組成物中に熱可塑性樹脂を使用した場合には、水を使用せずに導電性水硬性組成物に形状を付与し、短時間での脱型を実現することができるため、すなわち未硬化成形段階では水を使用しないものであるため、導電性水硬性組成物の水和反応は開始されず、養生前であれば何度でもリサイクルすることが可能である。
このように、得られた未硬化成形体の成形時には、水を使用していないことから、当該成形後に水分の供給を行う必要がある。
かかる水分を供給する養生方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができるが、養生は２０〜１８０℃で３時間以上行うことが好ましい。養生方法としては、例えば、常圧蒸気養生、高圧蒸気養生及び熱水養生からなる群より選ばれる少なくとも一種の養生方法を用いることができるが、好ましくは常圧蒸気養生、高圧蒸気養生または熱水養生等の養生法を単独で行うか、あるいは常圧蒸気養生と熱水養生との組合せ、あるいは高圧蒸気養生と熱水養生との組合せにより行う。特に、本発明においては加圧条件下における熱水養生が好ましい。
また望ましくは、このようにして得られた導電性部品である成形体の表面には、導電性水硬性組成物中に樹脂が含有されている場合、樹脂が多く含有される樹脂リッチな被膜が形成されているため、特に当該被膜を、例えばセンタレス研削機を使用して研磨、研削することにより、より有効な導電性部品の成形体を得ることができる。
本発明の導電性部品として、導電性ローラを射出成形により製造する場合を例に挙げて以下に説明する。
上記導電性水硬性組成物を用いて導電性ローラを製造するには、まず、当該導電性組成物を射出成形して、ローラ形状の未硬化成形体を製造し、次いで該未硬化成形体に水分を導入して、養生・硬化することにより製造する。
具体的には、導電性水硬性組成物を用いてシャフトの周りに同心円状にローラ形状の未硬化成形体を射出成形し、これを養生硬化することによって、シャフトとローラ部とを一体化して、導電性ローラを製造する。
更に、他の導電性ローラ成形体の製造方法としては、導電性水硬性組成物を用いて中空円筒状成形体を射出成形し、得られた成形体の穴にシャフトを挿通したのち、水分を導入して養生・硬化することにより、シャフトとローラ部とを一体化する方法、または、導電性水硬性組成物を中空形状に射出成形し、水分を導入して養生・硬化させた後、得られた硬化成形体であるローラの穴にシャフトを挿通して一体化させる方法等がある。後者の場合には、まず、導電性水硬性組成物を用いて、シャフトを挿通する穴を中心部に有する中空円筒状ローラ成形体を射出成形する。射出成形には、通常の射出成形機を用い、射出成形体を所定の長さに切断して中空円筒状ローラの未硬化成形体を得る。
この場合の導電性ローラのシャフトは、円筒状ローラ部の中央部に、円筒状ローラ部外周面と同心円状に設けた穴部に芯合わせして、挿通・固定される。シャフトの全長、挿入部の長さ及び外部に露呈される長さは適宜決定することができる。
接着剤等でシャフトを円筒状ローラ部の穴部に取付ける場合には、シャフト（回転軸）の外径は、円筒状成形体の穴部の内径よりも１０〜５０μｍ程度小さくするが、１０〜３０μｍとすることが好ましい。１０μｍ未満であると円筒状成形体にシャフトを組みこむ作業が困難となり、５０μｍより大きくなるとシャフトと円筒状成形体との真円度（同心からのずれ）が大きくなり、ローラ精度が低下する。特に３０μｍ以下であれば円筒状成形体の硬化に伴う収縮により、シャフトへの取付けが接着剤の併用なしで可能となる。
射出成形体の養生・硬化は、常温養生、蒸気養生、オートクレーブ養生等の１つ若しくは組み合わせにより行うことが可能であるが、大量生産、製品の化学的安定性、寸法安定性等を考えるとオートクレーブ養生が好ましい。例えば５〜１０時間程度のオートクレーブ養生により、円筒状ローラ成形体の硬化反応は完全に終結し、以後の寸法変化は極めて小さなものとなる。
上記方法においては、養生硬化後、シャフトと円筒状ローラ成形体とを取付けるためには少なくとも１０μｍ以上のクリアランスが必要となるが、オートクレーブ養生後においては円筒状ローラ成形体の収縮は無いことから、シャフトへの取付けには接着剤を使用するか、あるいはシャフトを冷却または円筒状ローラ成形体を加温することにより取付け可能なクリアランスとして、取付けることも可能である。または、シャフトを円筒状ローラ成形体の穴部に圧入することにより取付けることも可能である。
接着剤としては、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、エマルジョン系接着剤、合成ゴム系接着剤、アクリレート系接着剤等が用いられる。
また、ローラ成形体本体を成形後に、シャフトを中空ローラ本体に挿入する場合には、オートクレーブ養生を行うと円筒状ローラ成形体の寸法は０．０８〜０．１５％（配合条件により異なる）の範囲で収縮することから、収縮量を見込んで円筒状ローラ成形体の内径部分を形成するようにする。
このようにして得られた導電性ローラは、温度による比抵抗値の変動が少なく、帯電性が均一であり、例えば帯電ローラや現像ローラとして用いた場合には、カーボンのアグリゲートの膨張が起こることがなくなる。
本発明の導電性部品は、帯電量を一定に保持することが必要とされる部材や、静電破壊が必要とされる部材、例えば、複写機の帯電ローラや現像ローラ、電子部品収納容器（ＩＣトレー）、面発熱体、面スイッチ、電磁波遮蔽材、床材、ベルトなどに有効に用いられることができる。
特に、本発明の導電性部品は、比抵抗値が１０３〜１０１１Ω・ｃｍ、特に１０５〜１０９Ω・ｃｍの中抵抗値、更に特に１０６〜１０８Ω・ｃｍの中抵抗値が必要とされ、温度依存変化を抑制することが必要とされる導電性部品に、好適に用いることができる。
実施例
本発明を、次の実施例、比較例及び試験例に基づき詳細に説明する。
〈実施例１〜１０、比較例１〉
表１に示す配合割合に従って、水硬性粉体としてポルトランドセメント（平均粒径２０μｍ、商品名：普通ポルトランドセメント、住友大阪セメント株式会社製）、非水硬性粉体としてフライアッシュ（平均粒径１０μｍ、球状粒子、商品名：中部フライアッシュ、株式会社中部テクノ製）、シリカヒューム（平均粒径０．２μｍ、商品名：マイクロシリカ、ＳＫＷ株式会社製）又は炭酸カルシウム（商品名：カルペットＡ、日東粉化工業株式会社製）、樹脂としてポリエチレン樹脂（商品名：サンテック、旭化成株式会社製）又はエポキシ樹脂（商品名：スミコンＦＭ、住友ベークライト株式会社製）、更に導電性材料として、アセチレンブラック（平均粒径２５μｍ、商品名：デンカブロックＦＸ−３５、電気化学工業株式会社製）、銅粉末（平均粒径２０μｍ、商品名：ＭＡ−ＣＦ、三井金属株式会社製）、ＳｎＯ２／ＴｉＯ２（平均粒径０．２μｍ、商品名：Ｗ−Ｐ、三菱マテリアル株式会社製）を添加して、導電性水硬性組成物を調製した。得られた導電性水硬性組成物をニーダー混練機（商品名：ラボブラストミル、東洋精機製作所株式会社製）にて２２０℃で４５分間混合して、ペレットを得た。
次にこのペレットを使用して、長さ３５０ｍｍ×直径２０ｍｍの射出成形未硬化ローラ体を得た。得られた各未硬化ローラ成形体に熱水養生（１６０℃、１２時間）を行い、それぞれ硬化成形体である導電性ローラを製造した。
〈実施例１１〜１３〉
表２に示す配合割合に従い、特にシランカップリング剤として３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ−４０３、信越シリコーン社製）を添加した以外は、実施例１と同様にして、導電性水硬性組成物を調製し、ペレットを得た。
当該ペレットを使用して、実施例１と同様にして、導電性ローラを製造した。
また、当該ペレットを使用して、実施例１と同様の方法で長さ３２４ｍｍ×直径１６ｍｍの別の未硬化成形体を得、得られた各未硬化成形体に熱水養生（１６０℃、１２時間）を行い、それぞれ硬化成形体部品の試験体を製造した。
〈試験例１〉
特記しない限り、得られた各導電性ローラの体積抵抗率、曲げ強度、ＨＤＴ、線膨張係数、成形性について試験し、その結果を表１及び表２に示す。
〈試験方法〉
１）体積抵抗率・・・ＪＩＳ  Ｃ  ２１４１に準拠して行った。電源には５００Ｖを用いて測定した。ただし、試験片として、直径５０ｍｍで厚みが２．０±０．５ｍｍの成形体を使用した。
２）曲げ強度…ＪＩＳ  Ｋ  ７１９１−２Ａ法に準拠して行った。
３）ＨＤＴ試験（荷重たわみ温度試験）・・・ＪＩＳ  Ｋ  ７１９１−２  Ａ法準拠で行った。
得られた上記各硬化ローラ成形体を、距離１００ｍｍの支点間に支持し、中心部上方より１．８ＭＰａの曲げ応力をかけた状態で一定速度で昇温し、標準たわみ量に到達したときの温度の荷重たわみ温度とした。
４）線膨張係数・・・ＡＳＴＭ  Ｄ−６４８準拠法で行った。
得られた上記各硬化ローラ成形体をφ３×２０ｍｍの試験片とし、熱応力歪み測定装置（商品名ＴＭＡ／ＳＳ、セイコーインスツルメント株式会社製）を使用して、３０〜８０℃の温度域で線膨張係数を測定した。
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上記結果から本発明の導電性ローラは、体積抵抗率、曲げ強度、ＨＤＴ、線膨張係数、成形性において優れた物性を発現することが確認できた。
（試験例２）
実施例１１〜１３で得られた硬化成形体部品の試験体について、シランカップリング剤の有無に関する導電性安定効果を試験し、その結果を図４に示す。
〈試験方法〉
（抵抗率分布測定方法）
第３図に示すように、実施例１１〜１３で得られた硬化成形体部品の試験体を、導電層として導電性ポリエチレンフィルム（アキレス株式会社製）を設けた金属板（ＳＵＳ３０４の厚み５ｍｍの平滑な板）上側面で、その端部より１０ｍｍ、１５０ｍｍ、３００ｍｍの各位置において、試験体の上側面接触部に上記材料と同じ導電層を形成した電極（ＳＵＳ３０４製；直径８ｍｍの球状電極、電極押圧力５００ｇ重）を配置し、当該電極を各位置に移動させて、抵抗値を測定した。
その測定結果を第４図に示す。
第４図の縦軸は、ｌｏｇΩで示したものであり、第４図から、シランカップリング剤を添加しない実施例１１の場合と対比して、実施例１２及び１３は、抵抗値の測定点間のバラツキが収束する傾向が認められる。しかも、シランカップリング剤の添加量が無機フィラー１００重量部に対して０．５重量部の実施例１２は、バラツキが最も小さく、添加量を１重量部まで増加させた実施例１３においては、０．５重量部のものと比較して特に顕著な効果は認められなかった。
このことから、シランカップリング剤の添加が、導電性の安定化に寄与していると判断される。
また、０．５重量部の添加量の場合には、実施例１２のように曲げ強度も最大となっていることから、機械的強度においても改善されていることが理解される。
産業上の利用可能性
以上、説明したように、本発明の導電性水硬性組成物及び導電性部品は、優れた機械的特性、耐熱性、寸法安定性及び成形性を有すると共に、比抵抗値の変動を防止して一定に保持することができ、温度変化による比抵抗値のばらつきを抑制し、所望する比抵抗値を容易にコントロールすることができるという優れた特性を有することができる。
また、優れた静電破壊効果を有するため、静電破壊が所望される機械部品や電気・電子部品に有効に用いられることができる。
更に、一定の量の帯電量を均一に保持することができ、帯電量の制御がきわめて容易になるという効果も有する。
また、本発明の導電性部品の製造方法は、比抵抗値のコントロールが容易にでき、所望する用途に抵抗値を簡易に設定できる導電性部品を、容易にかつ経済的に製造することを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、帯電ローラの断面図である。
第２図は、現像ローラの断面図である。
第３図は、導電性部品の抵抗値の分布測定方法の概略図である。
第４図は、導電性部品の抵抗値の分布測定結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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