(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン導電剤として、下記の一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）で表される第四級アンモニウム塩を含有することを特徴とする導電性材料。
【化１】
0003744339.tif 000027
【化２】
0003744339.tif 000028
【請求項２】
極性ポリマーに上記一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）で表される第四級アンモニウム塩を添加してなる請求項１記載の導電性材料。
【請求項３】
上記極性ポリマーが、エピクロロヒドリンゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムおよびウレタンゴムからなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項２記載の導電性材料。
【請求項４】
上記第四級アンモニウム塩の配合量が、上記極性ポリマー１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部の範囲に設定されている請求項２または３記載の導電性材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真装置における、現像ロール、帯電ロール、転写ロール等の導電性部材の構成材料として好適に用いられる導電性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、現像ロール、帯電ロール、転写ロール等の導電性部材の構成材料としては、ウレタンゴム等の極性ポリマーにイオン導電剤を添加した導電性材料が用いられている。このような導電性材料においては、極性ポリマーへのイオン導電剤の添加量を調整することにより、電気抵抗を所定の範囲（中抵抗領域）に調整している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のイオン導電剤では、電気抵抗の下げられる範囲に限界があり、その限界に達するとイオン導電剤の添加量をいくら多くしても電気抵抗を下げることができないという難点がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、従来よりも低い範囲に電気抵抗を調整することができる導電性材料の提供をその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の導電性材料は、イオン導電剤として、下記の一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）で表される第四級アンモニウム塩を含有するという構成をとる。
【０００６】
【化３】
0003744339.tif 000002
【０００７】
【化４】
0003744339.tif 000003
【０００８】
すなわち、本発明者らは、従来よりも低い範囲に電気抵抗を調整することができる導電性材料を得るべく、イオン導電剤である第四級アンモニウム塩を中心に鋭意研究を重ねた。そして、第四級アンモニウム塩の正イオン側のＮに結合する４つの置換基に着目し、４つの置換基の全てがアルキル基である場合に好結果が得られるのではないかと想起したが、必ずしも全てのアルキル基において好結果が得られるのではないことを突き止めた。そこで、好ましいアルキル基についてさらに研究開発を重ねた結果、Ｎに結合する４つのアルキル基のうちいずれか１つのアルキル基の炭素数が４〜８である場合に、正イオンの中心であるＮのチャージ量が大きくなることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
本発明の導電性材料は、イオン導電剤として、下記の一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）で表される第四級アンモニウム塩を用いることにより得ることができる。
【００１１】
【化５】
0003744339.tif 000004
【００１２】
【化６】
0003744339.tif 000005
【００１３】
本発明は、上記一般式（１ａ）において、Ｒ1 〜Ｒ4 のいずれか１つは、炭素数４〜８のアルキル基を示し、Ｒ1 〜Ｒ4 の残りの３つはメチル基またはエチル基を示す第四級アンモニウム塩を用いること、または上記一般式（１ｂ）において、Ｒ1 〜Ｒ4 のいずれか３つは、炭素数４〜８のアルキル基を示し、Ｒ1 〜Ｒ4 の残りの１つはエチル基を示す第四級アンモニウム塩を用いることが最大の特徴である。
【００１４】
上記炭素数４〜８のアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよいが、分子内の立体障害の点で、直鎖状が好ましい。上記炭素数４，６，８のアルキル基としては、具体的には、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基が好ましい。
【００１５】
上記一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）において、Ｘ n- で表されるｎ価の陰イオンとしては、特に限定はなく、例えば、Ｆ- 、Ｃｌ- 、Ｂｒ- 、Ｉ- 等のハロゲンイオンや、ＣｌＯ4 - 、ＢＦ4 - 、ＳＯ4 2-、ＨＳＯ4 - 、ＣＨ3 ＳＯ4 - 、Ｃ2 Ｈ5 ＳＯ4 - 、ＣＨ3 ＳＯ3 - 、Ｃ2 Ｈ5 ＳＯ3 - 、ＣＯＯＨ- 等があげられる。これらのなかでも、低抵抗化が可能である点で、Ｂｒ- 、Ｉ- 、ＣｌＯ4 - 、ＨＳＯ4 - 、Ｃ2 Ｈ5 ＳＯ4 - が好ましい。
【００１６】
上記一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）において、ｎで表される１〜６の整数のなかでも、１〜４の整数が好ましく、特に好ましくは１〜２の整数である。
【００１７】
そして、上記一般式（１ａ）で表される第四級アンモニウム塩としては、下記の一般式（２）で表されるものが好適に用いられる。
【００１８】
【化７】
0003744339.tif 000006
【００１９】
上記一般式（２）のように、Ｎに結合する４つのアルキル基のうち１個が炭素数４〜８のアルキル基で、残りの３つがメチル基であると、Ｎのチャージ量が大きくなるため好ましい。
【００２０】
本発明の導電性材料における極性ポリマーとしては、極性を有するものであれば特に限定はなく、例えば、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ）、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム（ＥＣＯ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらのなかでも、極性ポリマー自身の電気抵抗が低い点で、ＣＯ、ＥＣＯ、ＮＢＲ、ウレタンゴムが好適に用いられる。
【００２１】
上記極性ポリマーに対する上記特定の第四級アンモニウム塩の配合量は、極性ポリマー１００重量部（以下「部」と略す）に対して、特定の第四級アンモニウム塩を０．０１〜１０部の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは０．１〜１部である。すなわち、特定の第四級アンモニウム塩の配合量が０．０１部未満であると、電気抵抗を所望の値まで下げることが困難となり、逆に１０部を超えると、極性ポリマーとの相溶性が悪くブルームしやすくなる傾向がみられるからである。
【００２２】
なお、本発明の導電性材料には、上記特定の第四級アンモニウム塩および極性ポリマーに加えて、架橋剤、架橋促進剤、加工助剤、老化防止剤、軟化剤、補強剤等を必要に応じて添加しても差し支えない。
【００２３】
また、本発明の導電性材料は、上記特定の第四級アンモニウム塩とともに、導電フィラーを併用しても差し支えない。上記導電フィラーとしては、例えば、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等の金属粉末；ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＴｉＯ2 、ｃ−Ｆｅ3 Ｏ4 、ｃ−ＳｎＯ2 等の導電性金属酸化物；グラファイト、カーボンブラック等の導電性粉末；リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコール、脂肪族アルコールサルフェート塩等のイオン導電剤等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なお、上記「ｃ−」とは、導電性を有するという意味である。
【００２４】
そして、本発明の導電性材料は、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、上記エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム（ＥＣＯ）等の極性ポリマーに、イオン導電剤として上記特定の第四級アンモニウム塩を添加するとともに、必要に応じてその他の添加剤を添加する。ついで、これらをニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練することにより、目的とする導電性材料を得ることができる。そして、この導電性材料は、例えば、プレス成形等によりシート状に加工して用いられる。
【００２５】
このようにして得られた本発明の導電性材料の用途は特に限定はないが、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真装置における、現像ロール、帯電ロール、転写ロール等の導電性部材の構成材料として好適に用いられる。
【００２６】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２７】
【実施例１ａ〜３ａ、比較例１ａ〜４ａ】
下記の表１に示すように、極性ポリマーとしてＥＣＯ（エピクロロヒドリンとエチレンオキサイドの等モル共重合体）１００部と、受酸剤として鉛丹５部と、チオウレア系架橋促進剤（三新化学社製、サンセラー２２Ｃ）１．５部と、イオン導電剤として下記の式（３）〜（９）で表される第四級アンモニウム塩１部とを、バンバリーミキサーを用いて混練した後、これをプレス成形して厚み０．７ｍｍの導電性シートを作製した。
【００２８】
【表１】
0003744339.tif 000007
【００２９】
【化８】
0003744339.tif 000008
【００３０】
【実施例１ｂ〜３ｂ、比較例１ｂ〜４ｂ】
下記の表２に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を０．０１部に変更した。それ以外は、上記実施例１ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００３１】
【表２】
0003744339.tif 000009
【００３２】
【実施例１ｃ〜３ｃ、比較例１ｃ〜４ｃ】
下記の表３に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を３部に変更した。それ以外は、上記実施例１ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００３３】
【表３】
0003744339.tif 000010
【００３４】
【実施例１ｄ〜３ｄ、比較例１ｄ〜４ｄ】
下記の表４に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を５部に変更した。それ以外は、上記実施例１ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００３５】
【表４】
0003744339.tif 000011
【００３６】
【実施例４ａ〜６ａ、比較例５ａ〜８ａ】
下記の表５に示すように、極性ポリマーとしてＥＣＯ（エピクロロヒドリンとエチレンオキサイドの等モル共重合体）１００部と、受酸剤として鉛丹５部と、チオウレア系架橋促進剤（三新化学社製、サンセラー２２Ｃ）１．５部と、イオン導電剤として下記の式（１０）〜（１６）で表される第四級アンモニウム塩１部とを、バンバリーミキサーを用いて混練した後、これをプレス成形して厚み０．７ｍｍの導電性シートを作製した。
【００３７】
【表５】
0003744339.tif 000012
【００３８】
【化９】
0003744339.tif 000013
【００３９】
【実施例４ｂ〜６ｂ、比較例５ｂ〜８ｂ】
下記の表６に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を０．０１部に変更した。それ以外は、上記実施例４ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００４０】
【表６】
0003744339.tif 000014
【００４１】
【実施例４ｃ〜６ｃ、比較例５ｃ〜８ｃ】
下記の表７に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を３部に変更した。それ以外は、上記実施例４ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００４２】
【表７】
0003744339.tif 000015
【００４３】
【実施例４ｄ〜６ｄ、比較例５ｄ〜８ｄ】
下記の表８に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を５部に変更した。それ以外は、上記実施例４ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００４４】
【表８】
0003744339.tif 000016
【００４５】
【実施例７ａ〜９ａ、比較例９ａ〜１２ａ】
下記の表９に示すように、極性ポリマーとしてＥＣＯ（エピクロロヒドリンとエチレンオキサイドの等モル共重合体）１００部と、受酸剤として鉛丹５部と、チオウレア系架橋促進剤（三新化学社製、サンセラー２２Ｃ）１．５部と、イオン導電剤として下記の式（１７）〜（２３）で表される第四級アンモニウム塩１部とを、バンバリーミキサーを用いて混練した後、これをプレス成形して厚み０．７ｍｍの導電性シートを作製した。
【００４６】
【表９】
0003744339.tif 000017
【００４７】
【化１０】
0003744339.tif 000018
【００４８】
【実施例７ｂ〜９ｂ、比較例９ｂ〜１２ｂ】
下記の表１０に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を０．０１部に変更した。それ以外は、上記実施例７ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００４９】
【表１０】
0003744339.tif 000019
【００５０】
【実施例７ｃ〜９ｃ、比較例９ｃ〜１２ｃ】
下記の表１１に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を３部に変更した。それ以外は、上記実施例７ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００５１】
【表１１】
0003744339.tif 000020
【００５２】
【実施例７ｄ〜９ｄ、比較例９ｄ〜１２ｄ】
下記の表１２に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を５部に変更した。それ以外は、上記実施例７ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００５３】
【表１２】
0003744339.tif 000021
【００５４】
【実施例１０ａ〜１２ａ、比較例１３ａ，１４ａ】
下記の表１３に示すように、極性ポリマーとしてＥＣＯ（エピクロロヒドリンとエチレンオキサイドの等モル共重合体）１００部と、受酸剤として鉛丹５部と、チオウレア系架橋促進剤（三新化学社製、サンセラー２２Ｃ）１．５部と、イオン導電剤として下記の式（２４）〜（２８）で表される第四級アンモニウム塩１部とを、バンバリーミキサーを用いて混練した後、これをプレス成形して厚み０．７ｍｍの導電性シートを作製した。
【００５５】
【表１３】
0003744339.tif 000022
【００５６】
【化１１】
0003744339.tif 000023
【００５７】
【実施例１０ｂ〜１２ｂ、比較例１３ｂ，１４ｂ】
下記の表１４に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を０．０１部に変更した。それ以外は、上記実施例１０ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００５８】
【表１４】
0003744339.tif 000024
【００５９】
【実施例１０ｃ〜１２ｃ、比較例１３ｃ，１４ｃ】
下記の表１５に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を３部に変更した。それ以外は、上記実施例１０ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００６０】
【表１５】
0003744339.tif 000025
【００６１】
【実施例１０ｄ〜１２ｄ、比較例１３ｄ，１４ｄ】
下記の表１６に示すように、第四級アンモニウム塩の配合量を５部に変更した。それ以外は、上記実施例１０ａと同様にして、導電性シートを作製した。
【００６２】
【表１６】
0003744339.tif 000026
【００６３】
このようにして得られた実施例品および比較例品の導電性シートを用いて、下記の基準に従い、体積抵抗率の評価を行った。その結果を、上記表１〜表１６に併せて示した。
【００６４】
〔体積抵抗率〕
上記導電性シートを所定の大きさ（３０ｍｍ×３０ｍｍ）に切断した後、その上に銀ペーストを塗布して１ｃｍ角の電極を形成した。ついで、１５℃×１０％ＲＨの低温低湿環境下、１００Ｖの電圧を印加して３０秒後の体積抵抗率をｍｏｄｅｌ２３７（ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製）を用いて測定した。
【００６５】
前記表の結果から、全ての実施例品は、比較例に比べて体積抵抗率が低いことがわかる。このことから、第四級アンモニウム塩の正イオン側のＮに結合するアルキル基のうち、いずれか１つのアルキル基の炭素数が４，６，８である場合に、体積抵抗率が小さくなることがわかる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の導電性材料は、イオン導電剤として特定の第四級アンモニウム塩を含有するものである。そして、上記特定の第四級アンモニウム塩の正イオン側のＮに結合するアルキル基のうちいずれか１つのアルキル基の炭素数が４〜８であるため、正イオンの中心であるＮのチャージ量が大きくなり、従来よりも低い範囲に電気抵抗を調整することができる。