JP2014065811A - 電子写真機器用導電性ゴム組成物およびこれを用いた電子写真機器用導電性部材 - Google Patents

Abstract

【課題】低電気抵抗で通電時の抵抗変動幅が小さく通電時のブリード抑制にも優れる電子写真機器用導電性ゴム組成物を提供すること。
【解決手段】（ａ）極性ゴムと、（ｂ）ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンおよびフッ素基を有するアニオンからなるイオン導電剤と、を含有する導電性ゴム組成物を電子写真機器の導電性ゴム弾性体層に用いる。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真機器用導電性部材に用いられる電子写真機器用導電性ゴム組成物およびこれを用いた電子写真機器用導電性部材に関するものである。

近年、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器が広く使用されるようになってきている。電子写真機器の内部には、通常、感光ドラムが組み込まれており、その周囲には、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロールなどの導電性ロールや転写ベルトなどの導電性ベルトといった導電性部材が配設されている。

導電性ロールは、芯金の外周にゴム弾性体層を備えたものからなり、導電性ベルトは、ゴム弾性体層を備えたものからなる。ゴム弾性体層の外周あるいは外側には、必要に応じて表層などが形成されている。これらのゴム弾性体層は、導電性ゴム組成物により形成されている。

電子写真機器用導電性部材に用いられる導電性ゴム組成物には、トナーや感光ドラムなどの相手部材に対して効率よく均一に電荷を受け渡すなどの目的から、低電気抵抗であることや電気的均一性が求められる。また、この種の電子写真機器は様々な温度・湿度環境下での使用が想定されることから、環境変化に依存しにくい電気的安定性も求められる。

電気的均一性を得る目的では、分子レベルでゴム組成物中に分散可能なイオン導電剤が用いられる。例えば特許文献１には、イミダゾリウム系あるいはピリジニウム系のイオン性液体をイオン導電剤として用いたゴム組成物が開示されている。特許文献２には、四級アンモニウム塩をイオン導電剤として用いたゴム組成物が開示されている。特許文献３には、テトラエチルホスホニウム塩、トリエチルベンジルホスホニウム塩、テトラメチルホスホニウム塩をイオン導電剤として用いた弾性体組成物が開示されている。

特許第４３９２７４５号公報 特開２００２−１３２０２０号公報 特開２００１−２７９１０４号公報

特許文献３に記載されるホスホニウム塩をイオン導電剤として用いた場合には、電子写真機器の導電性部材に求められる抵抗値までゴム組成物の電気抵抗を下げにくい。また、環境（温度・湿度）による電気抵抗の変動が大きい。

一方、特許文献１、２に記載されるアンモニウム系のイオン導電剤を用いた場合には、比較的、低電気抵抗化に効果があり、環境依存性も低い。しかしながら、従来のアンモニウム系イオン導電剤を用いると、通電時に電気抵抗が変動しやすく、また、通電時に表面にイオン導電剤がブリードすることが判明した。ブリードしたイオン導電剤は、導電性部材に接触される相手部材を汚染する原因となる。

本発明が解決しようとする課題は、低電気抵抗で通電時の抵抗変動幅が小さく通電時のブリード抑制にも優れる電子写真機器用導電性ゴム組成物およびこれを用いた電子写真機器用導電性部材を提供することにある。

本発明に係る電子写真機器用導電性ゴム組成物は、（ａ）極性ゴムと、（ｂ）ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンおよびフッ素基を有するアニオンからなるイオン導電剤と、を含有することを要旨とするものである。

この際、前記（ｂ）成分の数平均分子量は、１，０００〜５００，０００の範囲内であることが好ましい。また、前記（ｂ）成分のアニオンは、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオンまたはトリフルオロメタンスルホネートアニオンであることが好ましい。また、前記（ｂ）成分の含有量は、前記（ａ）成分１００質量部に対して０．０５〜２０質量部の範囲内であることが好ましい。そして、前記（ａ）成分は、ヒドリンゴムおよびニトリルゴムから選択された１種または２種以上の極性ゴムであることが好ましい。

そして、本発明に係る電子写真機器用導電性部材は、上記の電子写真機器用導電性ゴム組成物を用いたことを要旨とするものである。

本発明に係る電子写真機器用導電性ゴム組成物によれば、（ａ）極性ゴムと（ｂ）ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンおよびフッ素基を有するアニオンからなるイオン導電剤とを含有することから、低電気抵抗で通電時の抵抗変動幅が小さく通電時のブリード抑制にも優れる。通電時におけるこのような特性が得られた理由としては、イオン導電剤のカチオンにポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンを適用することで導電性を損なわない程度に極性ゴム中でのカチオンの動きが抑制されたためと推察される。また、低電気抵抗である理由としては、極性ゴムとともにアンモニウム系イオン導電剤を用いたときのイオン導電剤のアニオンがフッ素基を有することでアニオンの塩基性が小さくなり、極性ゴム中でイオン導電剤がイオンに解離しやすくなったためと推察される。

この際、（ｂ）成分の数平均分子量が１，０００〜５００，０００の範囲内であると、通電時のブリード抑制効果を維持するとともに、混合物中の（ｂ）成分の分散性を優れたものに維持して優れた電気的均一性を維持できる。

また、（ｂ）成分のアニオンがビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオンまたはトリフルオロメタンスルホネートアニオンであると、アニオン中に含まれるフッ素基が多いため、アニオンの塩基性が特に小さくなる。よって、ゴム組成物の電気抵抗をより低くすることができる。また、これらのアニオンはいずれも疎水性であるため、高湿度環境下においても吸湿性が低い。このため、環境変化による電気抵抗の変動を抑える効果を向上できる。

また、（ｂ）成分の含有量が特定範囲内であると、（ａ）成分と（ｂ）成分とを混合した混合物の状態から（ｂ）成分がブリードするのを抑制できる。

また、（ａ）成分がヒドリンゴムおよびニトリルゴムから選択された１種または２種以上の極性ゴムであると、ゴム組成物の電気抵抗をより低くすることができる。

そして、本発明に係る電子写真機器用導電性部材によれば、上記の電子写真機器用導電性ゴム組成物を用いたことから、低電気抵抗で通電時の抵抗変動幅が小さく通電時のブリード抑制にも優れる。

本発明の一実施形態に係る電子写真機器用導電性ロールの周方向断面図である。 本発明の一実施形態に係る電子写真機器用導電性ベルトの断面図である。 実施例における帯電ロールの電気抵抗値（ロール抵抗）の測定方法を模式的に示した説明図である。

本発明に係る電子写真機器用導電性ゴム組成物（以下、本組成物ということがある。）について詳細に説明する。

本組成物は、（ａ）極性ゴムと、（ｂ）特定のイオン導電剤と、を含有するものからなる。

（ａ）極性ゴムは、極性基を有するゴムであり、極性基としては、クロロ基、ニトリル基、カルボキシル基、エポキシ基などを挙げることができる。（ａ）極性ゴムとしては、具体的には、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、アクリルゴム（アクリル酸エステルと２−クロロエチルビニルエーテルとの共重合体、ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などを挙げることができる。（ａ）極性ゴムのうちでは、本組成物の体積抵抗率が特に低くなりやすいなどの観点から、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）が好ましい。

ヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリンの単独重合体（ＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体（ＧＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）などを挙げることができる。

ウレタンゴムとしては、分子内にエーテル結合を有するポリエーテル型のウレタンゴムを挙げることができる。ポリエーテル型のウレタンゴムは、両末端にヒドロキシル基を有するポリエーテルとジイソシアネートとの反応により製造できる。ポリエーテルとしては、特に限定されるものではないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができる。ジイソシアネートとしては、特に限定されるものではないが、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどを挙げることができる。

（ｂ）特定のイオン導電剤は、ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンおよびフッ素基を有するアニオンからなるイオン導電剤である。アンモニウム系イオン導電剤であるため、極性ゴムとともに用いることで、電子導電剤を添加しなくても電子写真機器用導電性部材に求められるレベルの低電気抵抗とすることができる。

（ｂ）特定のイオン導電剤は、カチオンがポリマーであるため、極性ゴム中でのカチオンの動きが抑制されると推察される。そして、ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンとすることで、導電性を損なわない程度に極性ゴム中でのカチオンの動きが抑制されると推察される。通電時に導電性を損なわない程度に極性ゴム中でのカチオンの動きが抑制されるので、通電時のイオン導電剤のブリードが抑制されると推察される。

極性ゴム中でのカチオンの動きを抑制しやすいなどの観点から、ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンの分子量としては、１，０００以上であることが好ましい。より好ましくは１０，０００以上である。一方、本組成物中の（ｂ）成分の分散性などの観点から、ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンの分子量の上限を設定することが好ましい。具体的には、極性ゴムとの混ざりやすさを考慮して、ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンの分子量としては、５００，０００以下であることが好ましい。より好ましくは２００，０００以下である。分子量が５００，０００以下であると、混合物中の（ｂ）成分の分散性を優れたものに維持して優れた電気的均一性を維持できる。また、本組成物を特に低電気抵抗にできるなどの観点から、ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンの分子量としては、２００，０００以下であることが好ましい。より好ましくは１０，０００〜５０，０００の範囲内である。なお、分子量は、ＧＰＣにて測定する数平均分子量である。

（ｂ）特定のイオン導電剤は、アニオンがフッ素基を有することでアニオンの塩基性が小さくなるため、イオン導電剤はイオンに解離しやすくなり、本組成物の低電気抵抗化に効果がある。アニオンは、フッ素基を有することでその効果があるが、フッ素基を有するアニオンの中では、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン（ＴＦＳＩ）やトリフルオロメタンスルホネートアニオン（ＴＦ）が好ましい。これらは、アニオン中に含まれるフッ素基が多いため、アニオンの塩基性が特に小さくなる。よって、ゴム組成物の電気抵抗をより低くすることができる。また、これらのアニオンはいずれも疎水性であるため、高湿度環境下においても吸湿性が低い。このため、環境変化による電気抵抗の変動を抑える効果を向上できる。２つのアニオン種のうちでは、ＴＦＳＩのほうがより疎水性に優れることから、ＴＦＳＩのほうが環境変化による電気抵抗の変動を抑える効果に優れる。また、アニオンがフッ素基を有することでアニオンの塩基性が小さくなるため、イオン導電剤はイオンに解離しやすくなり、本組成物中のイオン量を多くすることができる。本組成物中のイオン量が多いと、通電によるイオンの消費に対するマージンが上がるため、通電時の抵抗変動幅が小さくなる。

（ｂ）特定のイオン導電剤の含有量は、電子導電剤を添加しなくても電子写真機器用導電性部材に求められるレベルの低電気抵抗にすることができるなどの観点から、０．０５質量部以上であることが好ましい。より好ましくは０．１質量部以上である。一方、（ａ）成分と（ｂ）成分とを混合した混合物の状態から（ｂ）成分がブリードするのを抑制できるなどの観点から、２０質量部以下であることが好ましい。より好ましくは１０質量部以下である。また、通電耐久前後の抵抗値の変化が小さいなどの観点から、０．１質量部以上であることが好ましい。

（ｂ）特定のイオン導電剤は、例えば、対応するアンモニウムカチオンを有するアンモニウム＝ハライドを、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド酸、トリフルオロメタンスルホン酸、これらの金属塩などを用いてアニオン交換反応をすることにより製造できる。

（ａ）極性ゴムは、架橋剤を用いて架橋する。架橋剤としては、（ａ）極性ゴムを架橋する架橋剤であれば特に限定されるものではない。架橋剤としては、硫黄架橋剤、過酸化物架橋剤、脱塩素架橋剤を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で用いても良いし、２種以上組み合わせて用いても良い。

硫黄架橋剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、塩化硫黄、チウラム系加硫促進剤、高分子多硫化物などの従来より公知の硫黄架橋剤を挙げることができる。

過酸化物架橋剤としては、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ジアシルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドなどの従来より公知の過酸化物架橋剤を挙げることができる。

脱塩素架橋剤としては、ジチオカーボネート化合物を挙げることができる。より具体的には、キノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、６−メチルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、６−イソプロピルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、５，８−ジメチルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネートなどを挙げることができる。

架橋剤の配合量としては、ブリードしにくいなどの観点から、（ａ）極性ゴム１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２質量部の範囲内、より好ましくは０．３〜１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５〜１．５質量部の範囲内である。

架橋剤として脱塩素架橋剤を用いる場合には、脱塩素架橋促進剤を併用しても良い。脱塩素架橋促進剤としては、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵと略称する。）もしくはその弱酸塩を挙げることができる。脱塩素架橋促進剤は、ＤＢＵの形態として用いても良いが、その取り扱い面から、その弱酸塩の形態として用いることが好ましい。ＤＢＵの弱酸塩としては、炭酸塩、ステアリン酸塩、２−エチルヘキシル酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸塩、フェノール樹脂塩、２−メルカプトベンゾチアゾール塩、２−メルカプトベンズイミダゾール塩などを挙げることができる。

脱塩素架橋促進剤の含有量としては、ブリードしにくいなどの観点から、（ａ）極性ゴム１００質量部に対して、０．１〜２質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．３〜１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５〜１．５質量部の範囲内である。

本組成物においては、必要に応じて、カーボンブラックなどの電子導電剤、滑剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などの各種添加剤を１種または２種以上含有していても良い。

以上のことから、本組成物によれば、（ａ）極性ゴムと（ｂ）ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンおよびフッ素基を有するアニオンからなるイオン導電剤とを含有することから、低電気抵抗で通電時の抵抗変動幅が小さく通電時のブリード抑制にも優れる。

本組成物は、電子写真機器の現像ロール、帯電ロール、転写ロール、トナー供給ロールなどの導電性ロールや、転写ベルトなどの導電性ベルト（無端ベルト）といった導電性部材の導電性ゴム弾性体層を形成する材料として用いることができる。

次に、本発明に係る電子写真機器用導電性部材について説明する。

図１には、電子写真機器用導電性ロール（以下、導電性ロールということがある。）の構成の一例を示す。図２には、電子写真機器用導電性ベルト（以下、導電性ベルトということがある。）の構成の一例を示す。

図１（ａ）に示すように、導電性ロール１０は、軸体１２の外周に基層１４と表層１６とがこの順に積層された積層構造を有している。基層１４は導電性ゴム弾性体層であり、本組成物により形成される。図１（ｂ）に示すように、導電性ロール２０は、軸体１２の外周に基層１４と中間層１８と表層１６とがこの順に積層された積層構造を有している。基層１４および中間層１８は導電性ゴム弾性体層であり、基層１４および中間層１８のいずれか一方あるいは両方が本組成物により形成される。中間層１８としては、導電性ロールの抵抗調整を行う抵抗調整層などが挙げられる。図２に示すように、導電性ベルト３０は、基層３２と表層３４とがこの順で積層された積層構造を有している。基層３２は導電性ゴム弾性体層であり、本組成物により形成される。

導電性ロールの構成としては、図１（ａ）（ｂ）に示す構成に特に限定されるものではない。例えば、基層１４と表層１６との間に２層以上の中間層を有する構成であっても良い。また、表層１６に代えて、基層１４あるいは中間層１８に表面改質を施すことにより、表層１６を形成することと同等の表面特性を有するようにすることもできる。表面改質方法としては、ＵＶや電子線を照射する方法、基層の不飽和結合やハロゲンと反応可能な表面改質剤、例えば、イソシアネート基、ヒドロシリル基、アミノ基、ハロゲン基、チオール基などの反応活性基を含む化合物と接触させる方法などを挙げることができる。

導電性ロール２０の基層１４および中間層１８のうち本組成物により形成されないものは、本組成物以外の導電性ゴム組成物を用いて形成することができる。主材料としては、例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、フッ素ゴム、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ、ＧＣＯ、ＧＥＣＯ）、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などの各種ゴム材料を挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、２種以上組み合わせて用いても良い。

この際、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、ｃ−ＴｉＯ_２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ_２（ｃ−は、導電性を意味する。）、イオン導電剤（４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤など）などの従来より公知の導電剤を適宜添加することができる。導電剤を配合することで、体積抵抗率が５×１０^２〜１×１０^５Ω・ｃｍの範囲内の導電性を得ることができる。

また、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、増量剤、補強剤、加工助剤、硬化剤、架橋剤、架橋促進剤、発泡剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、シリコーンオイル、滑剤、助剤、界面活性剤などを挙げることができる。

基層１４や中間層１８の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて０．１〜１０ｍｍの範囲内などで適宜設定すればよい。また、基層１４や中間層１８の体積抵抗率は、特に限定されるものではなく、用途などに応じて１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍ、１０^３〜１０^９Ω・ｃｍ、１０^４〜１０^８Ω・ｃｍの範囲などに適宜設定すればよい。

軸体１２は、導電性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。軸体１２の表面には、必要に応じて、接着剤、プライマーなどを塗布しても良い。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行なっても良い。

表層１６は、ロール表面の保護層などとして機能し得る。表層１６を形成する主材料としては、特に限定されるものではなく、ポリアミド（ナイロン）系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、フッ素系のポリマーを挙げることができる。これらのポリマーは、変性されたものであっても良い。変性基としては、例えば、Ｎ−メトキシメチル基、シリコーン基、フッ素基などを挙げることができる。

表層１６には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、ｃ−ＴｉＯ_２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ_２（ｃ−は、導電性を意味する。）、イオン導電剤（４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤など）などの従来より公知の導電剤を適宜添加することができる。また、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。

表層１６を形成するには、表層形成用組成物を用いる。表層形成用組成物は、上記主材料、導電剤、必要に応じて含有されるその他の添加剤を含有するものからなる。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。

表層形成用組成物は、粘度を調整するなどの観点から、メチルエチルケトン、トルエン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ＴＨＦ、ＤＭＦなどの有機溶剤や、メタノール、エタノールなどの水溶性溶剤などの溶剤を適宜含んでいても良い。

表層１６は、基層１４あるいは中間層１８の外周に表層形成用組成物を塗工するなどの方法により、形成できる。塗工方法としては、ロールコーティング法や、ディッピング法、スプレーコート法などの各種コーティング法を適用することができる。塗工された表層１６には、必要に応じて、紫外線照射や熱処理を行なっても良い。

表層１６の厚みは、特に限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜１００μｍの範囲内、より好ましくは０．１〜２０μｍの範囲内、さらに好ましくは０．３〜１０μｍの範囲内である。表層の体積抵抗率は、好ましくは、１０^４〜１０^９Ω・ｃｍ、より好ましくは、１０^５〜１０^８Ω・ｃｍ、さらに好ましくは、１０^６〜１０^７Ω・ｃｍの範囲内である。

導電性ベルト３０において、表層３４は、導電性ロール１０、２０の表層１６と同様の構成であれば良い。

導電性ロール１０は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、軸体１２をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、導電性ゴム組成物を注入して、加熱・硬化させた後、脱型するか、あるいは、軸体１２の表面に導電性ゴム組成物を押出成形するなどにより、軸体１２の外周に基層１４を形成する。次いで、形成した基層１４の外周に表層形成用組成物を塗工し、必要に応じて紫外線照射や熱処理を行うことにより、表層１６を形成する。これにより、導電性ロール１０を製造できる。

導電性ロール２０は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、軸体１２をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、導電性ゴム組成物を注入して、加熱・硬化させた後、脱型するか、あるいは、軸体１２の表面に導電性ゴム組成物を押出成形するなどにより、軸体１２の外周に基層１４を形成する。次いで、基層１４を形成した軸体１２をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、導電性ゴム組成物を注入して、加熱・硬化させた後、脱型するか、あるいは、基層１４８の表面に導電性ゴム組成物を押出成形するなどにより、中間層１８を形成する。次いで、中間層１８の外周に表層形成用組成物を塗工し、必要に応じて紫外線照射や熱処理を行うことにより、表層１６を形成する。これにより、導電性ロール２０を製造できる。

導電性ベルト３０は、例えば次のようにして製造できる。まず、円筒形金型の表面に導電性ゴム組成物をスプレーコーティングし、これを加熱・硬化させることにより、基層３２を形成する。次いで、基層３２の外周に表層形成用組成物をスプレーコーティングし、これを加熱・硬化させることにより、表層３４を形成する。次いで、基層３２と円筒形金型との間にエアーを吹き付けて円筒形金型を抜き取ることにより、導電性ベルト３０が製造できる。なお、上記特定の導電性ゴム組成物は、スプレーコーティングする際には、溶剤を適宜含んでいても良い。

以上のことから、本発明に係る電子写真機器用導電性部材によれば、本組成物を用いたことから、低電気抵抗で通電時の抵抗変動幅が小さく通電時のブリード抑制にも優れる。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。なお、実施例は、軸体の外周に基層と表層とがこの順に積層された積層構造を有する帯電ロールを例に挙げるものであるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。

（実施例１）
＜アンモニウム塩の合成＞
リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ、キシダ化学社製「ＬＢＧ−４３５１４」）４ｇを５０ｇの蒸留水に溶解した水溶液に、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）クロライド水溶液（ニットーボーメディカル社製「ＰＡＳ−Ｈ−５Ｌ」）の固形分２．８ｇ相当量を室温で少量ずつ添加し、１時間撹拌してイオン交換した後、白色沈殿物をろ紙で濾過し、得られた白色沈殿物を蒸留水で水洗後、乾燥して、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを得た。得られた白色沈殿物をＭＥＫに溶解し、ＧＰＣにてアンモニウム塩のカチオンの分子量を測定した。

＜導電性ゴム組成物の調製＞
ヒドリンゴム（ＥＣＯ、日本ゼオン社製、「ゼクロン３１０６」）１００質量部に対し、上記アンモニウム塩を５質量部、酸化亜鉛（三井金属鉱業社製）を５質量部、ハイドロタルサイト（協和化学工業社製「ＤＨＴ４Ａ」）を５質量部、ステアリン酸（花王社製「ステアリン酸Ｓ」）を１質量部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（大内新興化学工業社製「ノクセラーＴＳ」）を１質量部、硫黄（鶴見化学工業社製、「サルファックスＰＴＣ」）を２質量部添加し、これらを攪拌機により撹拌、混合して、実施例１に係る導電性ゴム組成物を調製した。

＜帯電ロールの作製＞
（基層の形成）
成形金型に芯金（直径６ｍｍ）をセットし、上記導電性ゴム組成物を注入し、１７０℃で３０分加熱した後、冷却、脱型して、芯金の外周に、厚み１．５ｍｍの基層（誘電層）を形成した。

（表層の形成）
Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（ナガセケムテックス社製、「ＥＦ３０Ｔ」）１００質量部と、導電性酸化スズ（三菱マテリアル社製、「Ｓ−２０００」）６０質量部と、クエン酸１質量部と、メタノール３００質量部とを混合して、表層形成用組成物を調製した。次いで、基層の表面に表層形成用組成物をロールコートし、１２０℃で５０分加熱して、基層の外周に、厚み１０μｍの表層を形成した。これにより、実施例１に係る帯電ロールを作製した。

（実施例２〜４）
アンモニウム塩の添加量を変更した以外は実施例１と同様にして、導電性ゴム組成物を調製した。また、調製した導電性ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。

（実施例５〜７）
アンモニウム塩の原料となるポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）クロライド水溶液の種類を変更した以外は実施例１と同様にして、導電性ゴム組成物を調製した。また、調製した導電性ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。
実施例５：ニットーボーメディカル社製「ＰＡＳ−Ｈ−１Ｌ」
実施例６：ニットーボーメディカル社製「ＰＡＳ−Ｈ−１０Ｌ」
実施例７：センカ社製「ユニセンスＦＰＡ１００２Ｌ」

（実施例８）
ヒドリンゴムに代えてニトリルゴム（ＮＢＲ、日本ゼオン社製「Ｎｉｐｏｌ １０４２」）を用い、添加剤のうちハイドロタルサイトを添加しなかった以外は実施例１と同様にして、導電性ゴム組成物を調製した。また、調製した導電性ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。

（実施例９）
アンモニウム塩の原料となるポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）クロライド水溶液の種類をニットーボーメディカル社製「ＰＡＳ−Ｈ−１０Ｌ」に変更した以外は実施例８と同様にして、導電性ゴム組成物を調製した。また、調製した導電性ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。

（実施例１０）
アンモニウム塩の原料となるリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドをトリフルオロメタンスルホン酸リチウムに変更した以外は実施例１と同様にして、導電性ゴム組成物を調製した。また、調製した導電性ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。

（比較例１）
上記アンモニウム塩に代えて１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム＝ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを用いた以外は実施例１と同様にして、導電性ゴム組成物を調製した。また、調製した導電性ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。

（参考例）
アンモニウム塩としてポリ（ジアリルジメチルアンモニウム）クロライド（ニットーボーメディカル社製「ＰＡＳ−Ｈ−５Ｌ」）を用いた以外は実施例１と同様にして、導電性ゴム組成物を調製した。また、調製した導電性ゴム組成物を用い、実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。

調製した各導電性ゴム組成物を用いて、１８０℃で２０分間プレス架橋成形を行い、厚さ２ｍｍのシート状サンプルを作製した。作製したシート状サンプルを用いて、材料特性評価を行った。測定方法および評価方法を以下に示す。

（初期体積抵抗率）
シート状サンプルにおける一方の表面上に銀ペーストを塗布することにより、１０×１０ｍｍの大きさの電極を設けた（ガード電極付き）。一方、電極を設けた面と反対側の面に対向電極を設け、印加電圧１００Ｖの条件下における両電極間の抵抗を、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して測定した。この際、体積抵抗率が１×１０^７Ω・ｃｍ未満の場合を良好とした。

（通電耐久前後の体積抵抗率の変化幅）
ＤＣ２００μＡの定電流を連続印加することにより、６０分間通電耐久試験を行った。その後、初期体積抵抗率の測定方法に準拠して、通電耐久後の体積抵抗率を測定し、初期体積抵抗率と通電耐久後の体積抵抗率のＬＯＧの差を変化幅（通電耐久変化幅）として算出した。この際、変化幅が０．１００桁未満の場合を良好とした。

（通電耐久後のブリード）
φ４０ｍｍのアルミ製電極をマイナス側にとり、アルミ製金属板をプラス側にとり、これらの間にシート状サンプルを挟み、電極間に１０００Ｖ、６００分の通電を実施した。通電後、シート状サンプルとアルミ製電極との当接面を拡大観察した（ブリード物の有無を調べた）。この際、当接跡が残らずブリード物もないものを「◎」、当接跡は残るがブリード物は確認されないものを「○」、ブリード物があるものを「×」とした。

（環境変化による体積抵抗率の変化幅）
１５℃×１０％ＲＨ条件下および３２．５℃×８５％ＲＨ条件下のそれぞれで、初期体積抵抗率の測定方法に準拠して、体積抵抗率を測定した。次いで、それぞれの条件下における体積抵抗率のＬＯＧの差を変化幅（環境変化幅）として算出した。この際、変化幅が０．５０桁未満の場合を良好とした。

また、作製した各帯電ロールを用い、製品特性評価を行った。測定方法および評価方法を以下に示す。

（電気抵抗）
図３に示すように、作製した帯電ロール１の両端を所定の荷重にて金属ロール２（直径：３０ｍｍ）に押圧した状態で、かかる金属ロール２を所定の回転数にて図中の矢印方向に回転させることにより、帯電ロール１を連れ回りさせた。かかる状態を保ちながら（金属ロール２及び帯電ロール１を共に回転させながら）、帯電ロール１と金属ロール２の端部間に３００Ｖの電圧を印加して、流れる電流値を測定し、電気抵抗値（ロール抵抗：Ω）を求めた。

（通電耐久前後の体積抵抗率の変化幅）
上記電気抵抗値の測定方法に準拠して、１５℃×１０％ＲＨ環境下で、通電耐久試験前に予め帯電ロールの電気抵抗値を測定した。その後、同環境下で、各帯電ロールをそれぞれ３０ｍｍφの鏡面金属ロール（金属ドラム）に対して軸平行の状態で接触させ、帯電ロールの両端に軸体部分に片端当たり５００ｇｆの荷重をかけて、金属ドラムに対して押し付けた状態において、その金属ドラムを３０ｒｐｍで回転させながら（帯電ロールは金属ドラムに連れ周りする）、ＤＣ２００μＡの定電流を連続印加することにより、３時間通電耐久試験を行った。次いで、上記電気抵抗値の測定方法に準拠して、１５℃×１０％ＲＨ環境下で、耐久試験後の帯電ロールの電気抵抗値を測定し、通電耐久前後の帯電ロールの電気抵抗値から、抵抗変化桁数を求めた。この際、変化幅が０．１００桁未満の場合を良好とした。

（通電耐久後のブリード）
上記通電耐久後の帯電ロール表面を目視にて確認した（ブリード物の有無を調べた）。この際、当接跡が残らずブリード物もないものを「◎」、当接跡は残るがブリード物は確認されないものを「○」、ブリード物があるものを「×」とした。

比較例１では、イオン導電剤のカチオンがポリマーではないイミダゾリウム系イオン導電剤が用いられており、通電耐久後にイオン導電剤がブリードした。これに対し、各実施例では、イオン導電剤のカチオンがポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンであるイオン導電剤が用いられており、通電耐久後のイオン導電剤のブリードが抑えられることが確認された。また、低体積抵抗率であり、通電耐久前後の電気抵抗の変化も小さいことが確認された。

そして、参考例では、イオン導電剤のアニオンがフッ素基を有しないアニオンであるイオン導電剤が用いられており、体積抵抗率が高く、通電耐久前後の電気抵抗の変化が大きく、環境変化による体積抵抗率の変化が大きいことがわかる。これに対し、各実施例では、イオン導電剤のアニオンがフッ素基を有するアニオンであるイオン導電剤が用いられており、低体積抵抗率であり、通電耐久前後の電気抵抗の変化が小さく、環境変化による体積抵抗率の変化が小さいことがわかる。

また、実施例１〜９では、フッ素基を有するアニオンとしてビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン（ＴＦＳＩ）が用いられており、フッ素基を有するアニオンとしてトリフルオロメタンスルホネートアニオン（ＴＦ）が用いられている実施例１０と比べて環境変化による体積抵抗率の変化が小さいことがわかる。つまり、２つのアニオン種のうちでは、ＴＦＳＩのほうが環境変化による電気抵抗の変動を抑える効果に優れることが確認できた。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１０、２０ 電子写真機器用導電性ロール
１２ 軸体
１４ 基層
１６ 表層
１８ 中間層
３０ 電子写真機器用導電性ベルト
３２ 基層
３４ 表層

Claims (6)

1. （ａ）極性ゴムと、
   （ｂ）ポリジアリルジメチルアンモニウムカチオンおよびフッ素基を有するアニオンからなるイオン導電剤と、
   を含有することを特徴とする電子写真機器用導電性ゴム組成物。
2. 前記（ｂ）成分の数平均分子量が、１，０００〜５００，０００の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真機器用導電性ゴム組成物。
3. 前記（ｂ）成分のアニオンが、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオンまたはトリフルオロメタンスルホネートアニオンであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真機器用導電性ゴム組成物。
4. 前記（ｂ）成分の含有量が、前記（ａ）成分１００質量部に対して０．０５〜２０質量部の範囲内であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性ゴム組成物。
5. 前記（ａ）成分が、ヒドリンゴムおよびニトリルゴムから選択された１種または２種以上の極性ゴムであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性ゴム組成物。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性ゴム組成物を用いた電子写真機器用導電性部材。

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