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JP2006249140A - Electrically conductive polymer, semiconductive composition using the same, and semiconductive member for electrophotographic device - Google Patents

Electrically conductive polymer, semiconductive composition using the same, and semiconductive member for electrophotographic device Download PDF

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JP2006249140A
JP2006249140A JP2005064026A JP2005064026A JP2006249140A JP 2006249140 A JP2006249140 A JP 2006249140A JP 2005064026 A JP2005064026 A JP 2005064026A JP 2005064026 A JP2005064026 A JP 2005064026A JP 2006249140 A JP2006249140 A JP 2006249140A
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JP
Japan
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conductive polymer
component
polymer
semiconductive
group
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Withdrawn
Application number
JP2005064026A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Yoshikawa
均 吉川
Kakuo Iinuma
角王 飯沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Riko Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Riko Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Riko Co Ltd filed Critical Sumitomo Riko Co Ltd
Priority to JP2005064026A priority Critical patent/JP2006249140A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrically conductive polymer capable of being given at a low cost and excellent in both characteristics of electrical conductivity and solubility. <P>SOLUTION: The electrically conductive polymer soluble in a solvent is obtained by rendering the following component (A) electrically conductive by using the following component (B) as a dopant. The component (A) is a π-electron conjugated polymer and the component (B) is an oxyalkylene-based compound having at least either of the functional groups of a sulfonic acid group and a sulfonate group, and a fluorinated alkyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、導電性ポリマーおよびそれを用いた半導電性組成物、ならびに電子写真機器用半導電性部材に関するものであり、詳しくは、導電性ポリマーを主成分とする半導電性組成物を用いた、現像ロール等の電子写真機器用半導電性部材に関するものである。   The present invention relates to a conductive polymer, a semiconductive composition using the same, and a semiconductive member for an electrophotographic apparatus, and more specifically, uses a semiconductive composition containing a conductive polymer as a main component. The present invention relates to a semiconductive member for electrophotographic equipment such as a developing roll.

通常、ポリアニリン等のπ電子共役系高分子は、ドーパントを用いてドーピングすることにより、導電性ポリマーとすることができる。しかし、ドーパントにより、導電性ポリマーの溶剤への溶解性が悪くなる。   Usually, a π-electron conjugated polymer such as polyaniline can be made into a conductive polymer by doping with a dopant. However, the dopant degrades the solubility of the conductive polymer in the solvent.

そこで、ドーピングしていない脱ドープ状態にすると、ポリマーに溶解性を付与でき、ポリマーが溶剤に可溶となり、コーティングが可能となる。例えば、脱ドープ状態でポリアニリンを合成すると、得られたポリアニリンが、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)という非常に高沸点の溶剤に可溶となり、コーティングが可能となる(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−324882号公報
Therefore, when the undoped state is set to be undoped, solubility can be imparted to the polymer, the polymer becomes soluble in the solvent, and coating becomes possible. For example, when polyaniline is synthesized in a dedope state, the obtained polyaniline becomes soluble in a very high boiling point solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and can be coated (for example, Patent Document 1). reference).
JP 2001-324882 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の合成法では、ポリマーに導電性を付与するために、ハロゲンガス等によるドーピングが後処理として必須となるため、均一な制御が難しく、工程も煩雑となる。一方、脱ドープ状態にせず、アニリン等のモノマー主鎖に、長鎖アルキル置換基を導入することにより、溶解性を付与することも可能であるが、原料であるモノマーのコストが高いため、工業的使用には制約がある。このように、コストが安く、導電性および溶解性の双方の特性に優れた導電性ポリマーは、未だ得られていないのが実情であり、このような導電性ポリマーの開発が待望されている。   However, in the synthesis method described in Patent Document 1, doping with a halogen gas or the like is indispensable as a post-treatment in order to impart conductivity to the polymer, so that uniform control is difficult and the process becomes complicated. On the other hand, it is possible to impart solubility by introducing a long-chain alkyl substituent into a monomer main chain such as aniline without being in a dedope state, but since the cost of the monomer as a raw material is high, There are restrictions on the general use. Thus, it is a fact that a conductive polymer that is low in cost and excellent in both properties of conductivity and solubility has not yet been obtained, and development of such a conductive polymer is awaited.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、コストが安く、導電性および溶解性の双方の特性に優れた導電性ポリマーおよびそれを用いた半導電性組成物、ならびに電子写真機器用半導電性部材の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has a low cost, a conductive polymer excellent in both properties of conductivity and solubility, a semiconductive composition using the same, and an electrophotographic apparatus. The purpose is to provide a semiconductive member.

上記の目的を達成するために、本発明は、下記の(A)成分を、ドーパントにより導電化してなる溶剤可溶な導電性ポリマーであって、上記ドーパントが下記の(B)成分である導電性ポリマーを第1の要旨とする。
(A)π電子共役系ポリマー。
(B)スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方の官能基と、フッ化アルキル基とを有するオキシアルキレン系化合物。
In order to achieve the above object, the present invention provides a solvent-soluble conductive polymer obtained by conducting the following component (A) with a dopant, wherein the dopant is the following component (B). The first polymer is the functional polymer.
(A) π electron conjugated polymer.
(B) An oxyalkylene compound having at least one functional group of a sulfonate group and a sulfonate group and a fluorinated alkyl group.

また、本発明は、上記導電性ポリマーを主成分とする半導電性組成物を第2の要旨とし、上記半導電性組成物を、半導電性部材の少なくとも一部に用いた電子写真機器用半導電性部材を第3の要旨とする。   In addition, the present invention provides a semiconductive composition containing the conductive polymer as a main component as a second gist, and for an electrophotographic apparatus using the semiconductive composition as at least a part of the semiconductive member. A semiconductive member is a third gist.

すなわち、本発明者らは、コストが安く、導電性および溶解性の双方の特性に優れた導電性ポリマーを得るため、鋭意研究を重ねた結果、2以上のアルキル置換基を有し、そのアルキル置換基の炭素数の合計が10〜37であるアルキルベンゼンスルホン酸またはその塩をドーパントして用い、これによりπ電子共役系ポリマーを導電化してなる溶剤可溶な導電性ポリマーについて、先に特許出願した(特願2004−246802号)。この特願2004−246802号の内容についてさらに改良を図るため研究を続けたところ、過酷な高温高湿下では、ドーパントが遊離し、π電子共役系ポリマーが凝集する傾向がみられることを突き止めた。そこで、本発明者らは、過酷な高温高湿下でも遊離が少ないドーパントについて研究を重ねた結果、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方の官能基と、フッ化アルキル基とを有するオキシアルキレン系化合物を突き止め、これをドーパントとして用いて、π電子共役系ポリマーを導電化すると、所期の目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方の官能基と、フッ化アルキル基とを有するオキシアルキレン系化合物(ドーパント)により導電化してなる本発明の導電性ポリマーは、湿熱環境下でもπ電子共役系ポリマーの凝集が殆どみられず、電気抵抗の変動が小さく、導電性に優れるとともに、汎用溶剤に可溶となるという効果が得られる。   That is, the present inventors have conducted extensive research in order to obtain a conductive polymer that is low in cost and excellent in both properties of conductivity and solubility. Patent application for solvent-soluble conductive polymer obtained by using alkylbenzene sulfonic acid having a total of 10 to 37 carbon atoms of substituents or a salt thereof as a dopant and thereby making a π-electron conjugated polymer conductive. (Japanese Patent Application No. 2004-246802). When research was continued to further improve the contents of this Japanese Patent Application No. 2004-246802, it was found that the dopant was liberated and the π-electron conjugated polymer tended to aggregate under severe high temperature and high humidity. . Therefore, as a result of repeated studies on a dopant that is less liberated even under severe high temperature and high humidity, the present inventors have found that an oxyalkylene having at least one functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group and a fluorinated alkyl group. The present inventors have found that a desired compound can be achieved by finding a compound based on a conductive compound and using it as a dopant to make a π-electron conjugated polymer conductive. That is, the conductive polymer of the present invention obtained by conducting with an oxyalkylene compound (dopant) having at least one functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group and a fluorinated alkyl group is a π electron even in a humid heat environment. Conjugation of the conjugated polymer is hardly observed, the electric resistance is small, the conductivity is excellent, and the effect of being soluble in a general-purpose solvent is obtained.

このように、本発明の導電性ポリマーは、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方の官能基と、フッ化アルキル基とを有するオキシアルキレン系化合物をドーパントして用い、π電子共役系ポリマーを導電化したものである。そのため、湿熱環境下でもπ電子共役系ポリマーの凝集が殆どみられず、電気抵抗の変動が小さく、導電性に優れるとともに、汎用溶剤(メチルエチルケトン,メチルイソブチルケトン,アセトン等のケトン系溶剤や、酢酸エチル,酢酸ブチル等のエステル系溶剤等)に可溶となるという効果が得られる。   As described above, the conductive polymer of the present invention uses an oxyalkylene compound having at least one functional group of a sulfonic acid group and a sulfonate group and a fluorinated alkyl group as a dopant, and a π-electron conjugated polymer. It is made conductive. Therefore, the aggregation of the π-electron conjugated polymer is hardly observed even in a moist heat environment, the fluctuation of electric resistance is small, the conductivity is excellent, and a general solvent (a ketone solvent such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, acetic acid, The effect of being soluble in an ester solvent such as ethyl or butyl acetate) is obtained.

上記オキシアルキレン系化合物として、後記の一般式(1)で表される構造単位を有する化合物を用いると、導電性ポリマーとして疎水化でき、耐湿熱性が向上するという効果が得られる。   When a compound having a structural unit represented by the following general formula (1) is used as the oxyalkylene compound, it can be hydrophobized as a conductive polymer, and the effect of improving the heat and moisture resistance can be obtained.

また、上記オキシアルキレン系化合物中のフッ化アルキル基が、炭素数1〜4のフッ化アルキル基であると、導電性ポリマーへのドーピング効率が高くなるという効果が得られる。   Further, when the fluorinated alkyl group in the oxyalkylene compound is a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an effect of increasing the doping efficiency of the conductive polymer can be obtained.

また、上記オキシアルキレン系化合物の数平均分子量が300〜4500の範囲内であると、溶剤や,エラストマー等のバインダーポリマーとの相溶性が良好になるという効果が得られる。   In addition, when the number average molecular weight of the oxyalkylene compound is within a range of 300 to 4500, an effect of improving compatibility with a solvent or a binder polymer such as an elastomer can be obtained.

そして、上記π電子共役系ポリマーが、アニリン,ピロール,チオフェンおよびこれらの誘導体からなる群から選ばれた少なくとも一つのモノマーから誘導されたものであると、電気特性が安定で、エラストマー等のバインダーポリマーとの親和性が高くなるという効果が得られる。   When the π-electron conjugated polymer is derived from at least one monomer selected from the group consisting of aniline, pyrrole, thiophene and derivatives thereof, a binder polymer such as an elastomer having stable electrical characteristics. The effect that the affinity with is increased.

また、上記半導電性組成物を、半導電性部材の少なくとも一部に用いた電子写真機器用半導電性部材は、低温・低湿、高温・高湿の環境で、均一かつ耐久性に優れた画像を得ることができるという効果を奏する。   In addition, the semiconductive member for an electrophotographic apparatus using the semiconductive composition as at least a part of the semiconductive member is uniform and excellent in durability in a low temperature / low humidity and high temperature / high humidity environment. There is an effect that an image can be obtained.

つぎに、本発明の実施の形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

本発明の導電性ポリマーは、特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)をドーパントとして用い、これによりπ電子共役系ポリマー(A成分)を導電化してなる溶剤可溶な導電性ポリマーである。   The conductive polymer of the present invention is a solvent-soluble conductive polymer obtained by using a specific oxyalkylene compound (component B) as a dopant and thereby conducting a π-electron conjugated polymer (component A).

ここで、本発明においては、ドーパントとして、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方の官能基と、フッ化アルキル基とを有するオキシアルキレン系化合物(B成分)を用いるのであって、これが最大の特徴である。   Here, in the present invention, an oxyalkylene compound (component B) having at least one functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group and a fluorinated alkyl group is used as a dopant. It is a feature.

上記π電子共役系ポリマー(A成分)とは、π電子が共役できる構造、または単結合と多重結合とが交互に連なった構造をとることが可能なポリマーをいい、例えば、アニリン、ピロール、チオフェンおよびこれらの誘導体等のモノマーから誘導されるポリマーがあげられる。また、上記モノマーは、炭素数1〜4のアルキル置換基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基)およびアルコキシ置換基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基)の少なくとも一方の置換基を有しているものが、溶解性の点から、好ましい。上記π電子共役系ポリマー(A成分)としては、具体的には、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ3−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ3−メチルチオフェン、ポリo−トルイジン、ポリo−アニシジン、ポリo−エチルアニリン、ポリsec−ブチルアニリン等があげられる。   The π-electron conjugated polymer (component A) refers to a polymer that can have a structure in which π-electrons can be conjugated, or a structure in which single bonds and multiple bonds are alternately linked. For example, aniline, pyrrole, thiophene And polymers derived from monomers such as derivatives thereof. In addition, the monomer includes an alkyl substituent having 1 to 4 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group) and an alkoxy substituent (for example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group). Those having at least one substituent are preferred from the viewpoint of solubility. Specific examples of the π-electron conjugated polymer (component A) include polyaniline, polypyrrole, poly-3-methylpyrrole, polythiophene, poly-3-methylthiophene, poly-o-toluidine, poly-o-anisidine, and poly-o-ethyl. Examples thereof include aniline and polysec-butylaniline.

なお、上記π電子共役系ポリマー(A成分)の重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過酸化水素水や過酸化ベンゾイル等の過酸化物、クロラニル等のベンゾキノン、塩化第二鉄等の化学酸化剤を用いることが可能である。   Examples of the polymerization initiator for the π-electron conjugated polymer (component A) include chemicals such as ammonium persulfate, peroxides such as hydrogen peroxide and benzoyl peroxide, benzoquinones such as chloranil, and ferric chloride. An oxidizing agent can be used.

つぎに、上記π電子共役系ポリマー(A成分)とともに用いられる、特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)は、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方の官能基と、フッ化アルキル基とを有するものであれば特に限定はない。上記スルホン酸塩基としては、例えば、スルホン酸ナトリウム塩基,スルホン酸カリウム塩基等のスルホン酸金属塩基や、スルホン酸アンモニウム塩基、スルホン酸ピリジウム塩基等があげられる。   Next, the specific oxyalkylene compound (component B) used together with the π-electron conjugated polymer (component A) comprises at least one functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group, and a fluorinated alkyl group. If it has, there will be no limitation in particular. Examples of the sulfonate group include metal sulfonate groups such as sodium sulfonate group and potassium sulfonate group, ammonium sulfonate group, pyridium sulfonate group, and the like.

上記特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)としては、例えば、下記の一般式(1)で表される構造単位を有する化合物等があげられる。   Examples of the specific oxyalkylene compound (component B) include compounds having a structural unit represented by the following general formula (1).

Figure 2006249140
Figure 2006249140

上記一般式(1)において、Rfで表される鎖長が1〜8の炭素原子を有するフッ化アルキル基としては、例えば、−Cn 2n+1(n=1〜8),−CH2 n 2n+1(n=1〜7),−C2 4 n 2n+1(n=1〜6)等があげられ、具体的には、−CF3 、−CH2 CF3 、−CH2 CF2 CF3 ,−CH2 CH2 4 9 等があげられる。 In the general formula (1), as the fluorinated alkyl group chain length represented by Rf has 1 to 8 carbon atoms, for example, -C n F 2n + 1 ( n = 1~8), - CH 2 C n F 2n + 1 ( n = 1~7), - C 2 H 4 C n F 2n + 1 (n = 1~6) and the like, specifically, -CF 3, -CH 2 CF 3 , —CH 2 CF 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 C 4 F 9 and the like can be mentioned.

上記特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)の数平均分子量(Mn)は、300〜4500の範囲内が好ましく、特に好ましくは600〜2000の範囲内である。すなわち、特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)の数平均分子量(Mn)が300未満であると、溶剤やエラストマーとの溶解性が悪化し、逆に4500を超えると、効率的なドーピングが起こらなくなる傾向がみられるからである。   The number average molecular weight (Mn) of the specific oxyalkylene compound (component B) is preferably in the range of 300 to 4500, particularly preferably in the range of 600 to 2000. That is, when the number average molecular weight (Mn) of the specific oxyalkylene compound (component B) is less than 300, the solubility with a solvent or an elastomer is deteriorated. Conversely, when the number average molecular weight exceeds 4500, efficient doping occurs. This is because there is a tendency to disappear.

ここで、上記π電子共役系ポリマー(A成分)と、特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)とのモル混合比は、A成分/B成分=1/0.01〜1/10範囲内が好ましく、特に好ましくはA成分/B成分=1/0.1〜1/2の範囲内である。   Here, the molar mixing ratio between the π-electron conjugated polymer (component A) and the specific oxyalkylene compound (component B) is within the range of component A / component B = 1 / 0.01 to 1/10. It is particularly preferable that A component / B component = 1 / 0.1 to 1/2.

本発明の導電性ポリマーは、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、上記π電子共役系ポリマー(A成分)のモノマー(例えば、アニリン)と、特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)と、塩酸,メチルエチルケトン,メチルイソブチルケトン(MIBK)等の有機溶剤の混合溶媒等とをフラスコ中に所定量入れ、所定温度(5〜10℃程度)に制御しながら、過硫酸アンモニウム等の酸化剤を数時間(通常、1時間程度)かけて滴下し、数時間(通常、10時間程度)酸化重合させて、重合物を得る。つぎに、この重合物を水とメタノールで洗浄し、精製することにより、目的とする導電性ポリマーを調製することができる。   The conductive polymer of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, a mixed solvent of a monomer (for example, aniline) of the π electron conjugated polymer (component A), a specific oxyalkylene compound (component B), and an organic solvent such as hydrochloric acid, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK) Etc. are placed in a flask in a predetermined amount, and an oxidizing agent such as ammonium persulfate is dropped over several hours (usually about 1 hour) while controlling at a predetermined temperature (about 5 to 10 ° C.). About 10 hours) Oxidative polymerization is performed to obtain a polymer. Next, the target conductive polymer can be prepared by washing and purifying the polymer with water and methanol.

本発明の導電性ポリマーは、メチルエチルケトン(MEK),メチルイソブチルケトン(MIBK),アセトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル,酢酸ブチル等のエステル系溶剤、トルエン等の芳香族系溶剤、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル系溶剤等に可溶である。   The conductive polymer of the present invention includes methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), ketone solvents such as acetone, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, aromatic solvents such as toluene, and tetrahydrofuran (THF). Soluble in ether solvents such as

つぎに、本発明の半導電性組成物は、上記本発明の導電性ポリマーを主成分とするものである。なお、本発明において、主成分とは、通常、全体の過半を占める成分のことをいい、全体が主成分のみからなる場合も含む意味である。   Next, the semiconductive composition of the present invention contains the conductive polymer of the present invention as a main component. In the present invention, the main component means a component that usually occupies a majority of the whole, and includes the case where the whole consists of only the main component.

本発明の半導電性組成物には、上記本発明の導電性ポリマーとともに、π電子非共役系ポリマー、導電剤等を必要に応じて適宜に配合しても差し支えない。   In the semiconductive composition of the present invention, a π electron non-conjugated polymer, a conductive agent and the like may be appropriately blended with the conductive polymer of the present invention as necessary.

本発明において、π電子非共役系ポリマーとは、上記π電子共役系ポリマー(A成分)のように、単結合と多重結合とが交互に連なったポリマー以外のポリマーを意味する。   In the present invention, the π-electron non-conjugated polymer means a polymer other than a polymer in which single bonds and multiple bonds are alternately connected, such as the π-electron conjugated polymer (component A).

なお、上記π電子非共役系ポリマーは、水には溶解せず、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン系溶剤,トルエン等の芳香族系溶剤等に溶解するものが、乾燥速度の制御が可能となり、塗工性が良好となるため好ましい。   The π-electron non-conjugated polymer is not soluble in water, but is soluble in a ketone solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), an aromatic solvent such as toluene, and the drying rate can be controlled. It is preferable because the coatability is good.

上記π電子非共役系ポリマーとしては、例えば、アクリル系ポリマー,ウレタン系ポリマー,熱可塑性樹脂ポリマー,熱硬化性樹脂ポリマー,ゴム系ポリマー,熱可塑性エラストマー等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   Examples of the π-electron nonconjugated polymer include acrylic polymers, urethane polymers, thermoplastic resin polymers, thermosetting resin polymers, rubber polymers, and thermoplastic elastomers. These may be used alone or in combination of two or more.

上記π電子非共役系ポリマーは、さらにスルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方のスルホン酸官能基を有するものが好ましいが、有していなくてもよい。上記スルホン酸官能基としては、例えば、スルホン酸基や、スルホン酸塩基(スルホン酸ナトリウム塩基,スルホン酸カリウム塩基等のスルホン酸金属塩基、スルホン酸アンモニウム塩基、スルホン酸ピリジウム塩基等)等があげられる。   The π-electron non-conjugated polymer preferably has at least one sulfonic acid functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group, but may not have one. Examples of the sulfonic acid functional group include a sulfonic acid group, a sulfonic acid group (a sulfonic acid metal base such as a sodium sulfonate base and a potassium sulfonate base, an ammonium sulfonate base, and a pyridium sulfonate base). .

上記π電子非共役系ポリマー中のスルホン酸官能基量は、溶解性の点から、0.001〜0.75mmol/gの範囲内が好ましく、特に好ましくは0.02〜0.5mmol/gの範囲内である。   The amount of the sulfonic acid functional group in the π electron non-conjugated polymer is preferably in the range of 0.001 to 0.75 mmol / g, particularly preferably 0.02 to 0.5 mmol / g, from the viewpoint of solubility. Within range.

上記スルホン酸官能基量の測定は、例えば、上記π電子非共役系ポリマーをフラスコで燃焼させ、イオンクロマトグラフ法でイオウ元素量を求め、これをスルホン酸官能基量として換算することにより求めることができる。   The measurement of the amount of the sulfonic acid functional group is obtained, for example, by burning the π-electron non-conjugated polymer in a flask, obtaining the amount of sulfur element by ion chromatography, and converting this as the amount of sulfonic acid functional group. Can do.

上記アクリル系ポリマーとしては、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、アクリルシリコーン系樹脂、アクリルフッ素系樹脂、公知のアクリルモノマーを共重合したもの等があげられる。また、このアクリル系ポリマーは、前述のように、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方のスルホン酸官能基をさらに有していてもよく、スルホン酸官能基の導入方法としては、例えば、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)等のスルホン酸基またはスルホン酸塩基を有するビニルモノマーと、ラジカル,アニオン,カチオンとを共重合する方法や、スルホン酸基を有するジオールモノマーを、ウレタン反応,エステル交換反応で導入する方法等があげられる。   Examples of the acrylic polymer include polymethyl methacrylate (PMMA), polyethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polybutyl acrylate, polyhydroxy methacrylate, acrylic silicone resin, acrylic fluorine resin, and known acrylic monomers. And the like. Further, as described above, the acrylic polymer may further have a sulfonic acid functional group of at least one of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group. As a method for introducing the sulfonic acid functional group, for example, 2 -A method of copolymerizing a vinyl monomer having a sulfonic acid group or a sulfonate group, such as acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS), and a radical, anion, or cation, or a diol monomer having a sulfonic acid group Examples thereof include a method of introduction by reaction or transesterification.

上記ウレタン系ポリマーとしては、例えば、分子構造中にウレタン結合を有する樹脂であれば特に限定はなく、例えば、エーテル系,エステル系,アクリル系,脂肪族系等のウレタンや、それにシリコーン系ポリオールまたはフッ素系ポリオールを共重合させたもの等があげられる。また、上記ウレタン系ポリマーは、前述のように、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方のスルホン酸官能基をさらに有していてもよい。なお、ウレタン系樹脂は、分子構造中にウレア結合またはイミド結合を有するものであってもよい。   The urethane polymer is not particularly limited as long as it is a resin having a urethane bond in the molecular structure. For example, ether-based, ester-based, acrylic-based, aliphatic-based urethane, silicone-based polyol or Examples include those obtained by copolymerizing fluorine-based polyols. Further, as described above, the urethane-based polymer may further have at least one sulfonic acid functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group. The urethane-based resin may have a urea bond or an imide bond in the molecular structure.

上記熱可塑性樹脂ポリマーとしては、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル(PVC)、酢酸ビニル、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等があげられる。また、上記熱可塑性樹脂ポリマーは、前述のように、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方のスルホン酸官能基をさらに有していてもよい。   Examples of the thermoplastic resin polymer include polyester, polycarbonate, polyvinyl chloride (PVC), vinyl acetate, polyimide, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, And vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. Further, as described above, the thermoplastic resin polymer may further have at least one sulfonic acid functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group.

上記熱硬化性樹脂ポリマーとしては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、ポリイミド系樹脂等があげられる。また、上記熱硬化性樹脂ポリマーは、前述のように、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方のスルホン酸官能基をさらに有していてもよい。   Examples of the thermosetting resin polymer include epoxy resins, urethane resins, urea resins, polyimide resins, and the like. Further, as described above, the thermosetting resin polymer may further have at least one sulfonic acid functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group.

上記ゴム系ポリマーとしては、例えば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、水素添加NBR(H−NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、ウレタンゴム、クロロプレンゴム(CR)、塩素化ポリエチレン(Cl−PE)、エピクロロヒドリンゴム(ECO,CO)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンジエンポリマー(EPDM)、フッ素ゴム等があげられる。また、上記ゴム系ポリマーは、前述のように、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方のスルホン酸官能基をさらに有していてもよい。   Examples of the rubber-based polymer include natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), hydrogenated NBR (H-NBR), styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), Examples thereof include urethane rubber, chloroprene rubber (CR), chlorinated polyethylene (Cl-PE), epichlorohydrin rubber (ECO, CO), butyl rubber (IIR), ethylene propylene diene polymer (EPDM), and fluorine rubber. Further, as described above, the rubber-based polymer may further have a sulfonic acid functional group of at least one of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group.

上記熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBS),スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)等のスチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPEE)、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、塩ビ系熱可塑性エラストマー等があげられる。また、上記熱可塑性エラストマーは、前述のように、スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方のスルホン酸官能基をさらに有していてもよい。   Examples of the thermoplastic elastomer include styrene-based thermoplastic elastomers such as styrene-butadiene block copolymer (SBS) and styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), and urethane-based thermoplastic elastomer (TPU). Olefin-based thermoplastic elastomer (TPO), polyester-based thermoplastic elastomer (TPEE), polyamide-based thermoplastic elastomer, fluorine-based thermoplastic elastomer, vinyl chloride-based thermoplastic elastomer, and the like. Further, as described above, the thermoplastic elastomer may further have at least one sulfonic acid functional group of a sulfonic acid group and a sulfonic acid group.

上記π電子非共役系ポリマーのなかでも、合成プロセスの簡便さ、溶剤との溶解性、物性(摩耗性、強度)の点で、スルホン酸官能基を有するTPU、スルホン酸官能基を有するアクリル系ポリマーが好適に用いられる。   Among the above-mentioned π-electron nonconjugated polymers, TPU having a sulfonic acid functional group, acrylic type having a sulfonic acid functional group in terms of simplicity of the synthesis process, solubility in a solvent, and physical properties (wearability, strength) A polymer is preferably used.

つぎに、上記導電剤としては、特に限定はなく、例えば、カーボンブラック,c−ZnO(導電性酸化亜鉛),c−TiO2 (導電性酸化チタン),c−SnO2 (導電性酸化錫),グラファイト等の電子導電剤や、過塩素酸リチウム,第四級アンモニウム塩,ホウ酸塩のようなポリマーに溶解する化合物等のイオン導電剤があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。 Next, the conductive agent is not particularly limited. For example, carbon black, c-ZnO (conductive zinc oxide), c-TiO 2 (conductive titanium oxide), c-SnO 2 (conductive tin oxide) , And ionic conductive agents such as compounds that dissolve in polymers such as lithium perchlorate, quaternary ammonium salts, and borate salts. These may be used alone or in combination of two or more.

上記電子導電剤の配合割合は、上記π電子共役系ポリマー(A成分)の原料(モノマー)と、上記特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)との合計100重量部(以下「部」と略す)部に対して、5〜80部の範囲内が好ましく、特に好ましくは8〜20部の範囲内である。   The blending ratio of the electron conductive agent is a total of 100 parts by weight (hereinafter referred to as “parts”) of the raw material (monomer) of the π-electron conjugated polymer (component A) and the specific oxyalkylene compound (component B). ) Part is preferably in the range of 5 to 80 parts, particularly preferably in the range of 8 to 20 parts.

また、上記イオン導電剤の配合割合は、上記π電子共役系ポリマー(A成分)の原料(モノマー)と、上記特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)との合計100部に対して、0.01〜5部の範囲内が好ましく、特に好ましくは0.5〜2部の範囲内である。   Further, the blending ratio of the ionic conductive agent is 0. 0 with respect to a total of 100 parts of the raw material (monomer) of the π-electron conjugated polymer (component A) and the specific oxyalkylene compound (component B). The range of 01 to 5 parts is preferable, and the range of 0.5 to 2 parts is particularly preferable.

なお、本発明の半導電性組成物には、上記導電性ポリマー、π電子非共役系ポリマーおよび導電剤とともに、架橋剤、架橋促進剤、老化防止剤等を必要に応じて配合しても差し支えない。   In addition, the semiconductive composition of the present invention may contain a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, an anti-aging agent, and the like, if necessary, in addition to the conductive polymer, the π-electron non-conjugated polymer and the conductive agent. Absent.

上記架橋剤としては、例えば、硫黄、イソシアネート、ブロックイソシアネート、メラミン等の尿素樹脂、エポキシ硬化剤、ポリアミン硬化剤、ヒドロシリル硬化剤、パーオキサイド等があげられる。なお、上記架橋剤とともに、紫外線や電子線等のエネルギーによってラジカルを発生する光開始剤を併用しても差し支えない。   Examples of the crosslinking agent include urea resins such as sulfur, isocyanate, blocked isocyanate, and melamine, epoxy curing agents, polyamine curing agents, hydrosilyl curing agents, and peroxides. A photoinitiator that generates radicals by energy such as ultraviolet rays or electron beams may be used in combination with the crosslinking agent.

上記架橋剤の配合割合は、物性、粘着、液保管性の点から、上記π電子共役系ポリマー(A成分)の原料(モノマー)と、上記特定のオキシアルキレン系化合物(B成分)との合計100部に対して、1〜30部の範囲内が好ましく、特に好ましくは3〜10部の範囲内である。   The blending ratio of the crosslinking agent is the sum of the raw material (monomer) of the π electron conjugated polymer (component A) and the specific oxyalkylene compound (component B) from the viewpoints of physical properties, adhesion, and liquid storage. The range of 1 to 30 parts is preferable with respect to 100 parts, and the range of 3 to 10 parts is particularly preferable.

また、上記架橋促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系架橋促進剤、白金化合物、アミン触媒、ジチオカルバミン酸塩系架橋促進剤等の公知のものがあげられる。   Examples of the crosslinking accelerator include known ones such as a sulfenamide-based crosslinking accelerator, a platinum compound, an amine catalyst, and a dithiocarbamate-based crosslinking accelerator.

本発明の半導電性組成物は、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、前述の方法に従い、導電性ポリマーを作製する。つぎに、この導電性ポリマーに、導電剤を配合するとともに、上記架橋剤,他種のポリマー等を必要に応じて配合する。そして、これらを溶剤に溶かさずにロール、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や、溶剤に溶かして溶液化し、ビーズミルや三本ロールを用いて分散することにより、目的とする半導電性組成物を得ることができる。   The semiconductive composition of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, first, a conductive polymer is produced according to the method described above. Next, a conductive agent is blended with the conductive polymer, and the cross-linking agent and other types of polymers are blended as necessary. And by kneading these using a kneading machine such as a roll, kneader, Banbury mixer or the like without dissolving them in a solvent, or by dissolving them in a solvent and dispersing them using a bead mill or three rolls, A semiconductive composition can be obtained.

上記溶剤としては、例えば、m−クレゾール、メタノール、メチルエチルケトン(MEK)、トルエン、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の有機溶剤等があげられる。   Examples of the solvent include organic solvents such as m-cresol, methanol, methyl ethyl ketone (MEK), toluene, tetrahydrofuran (THF), acetone, ethyl acetate, dimethylformamide (DMF), and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Etc.

本発明の半導電性組成物は、上記のように、導電性ポリマー等を溶剤に溶解したコーティング液をコーティングすることにより成膜化できるが、これに限定するものではなく、押出成形法、インジェクション成形法、インフレーション成形法等により、成膜化することも可能である。   As described above, the semiconductive composition of the present invention can be formed into a film by coating with a coating solution in which a conductive polymer or the like is dissolved in a solvent. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to form a film by a molding method, an inflation molding method, or the like.

つぎに、本発明の半導電性組成物を用いた電子写真機器用半導電性部材について説明する。   Next, a semiconductive member for electrophotographic equipment using the semiconductive composition of the present invention will be described.

本発明の電子写真機器用半導電性部材は、上述の半導電性組成物を半導電性部材の少なくとも一部(全部もしくは一部)に用いることにより得ることができる。この電子写真機器用半導電性部材としては、例えば、現像ロール,帯電ロール,転写ロール,トナー供給ロール等の導電性ロール、中間転写ベルト,紙送りベルト等の導電性ベルト等があげられ、これらの構成層の少なくとも一部に用いられる。すなわち、本発明の半導電性組成物を、電子写真機器用半導電性部材の構成層の少なくとも一部に用いると、この半導電性組成物を用いて形成した構成層の電気抵抗の電圧依存性および環境依存性が小さくなり、他の構成層へは、この半導体組成物層を通った電流となるため、電気抵抗の電圧依存性および環境依存性の影響を受けにくくなる。その結果、電子写真機器用半導電性部材全体としての電気抵抗の電圧依存性および環境依存性が小さくなるため、濃度むら等が少なくなり、変動のない良好な画質が得られる等の電子写真機器としての性能の向上を実現することができるようになる。   The semiconductive member for an electrophotographic apparatus of the present invention can be obtained by using the above semiconductive composition for at least a part (all or a part) of the semiconductive member. Examples of the semiconductive member for electrophotographic equipment include conductive rolls such as developing rolls, charging rolls, transfer rolls, and toner supply rolls, and conductive belts such as intermediate transfer belts and paper feed belts. It is used for at least a part of the constituent layers. That is, when the semiconductive composition of the present invention is used for at least a part of a constituent layer of a semiconductive member for an electrophotographic apparatus, the voltage dependence of the electrical resistance of the constituent layer formed using this semiconductive composition. Since the electric current and the environmental dependency are reduced and the current flows through the semiconductor composition layer to other constituent layers, the electric resistance is less affected by the voltage dependency and the environmental dependency. As a result, the voltage dependency and environmental dependency of the electrical resistance as a whole semiconductive member for electrophotographic equipment are reduced, so that density unevenness is reduced, and good image quality without fluctuations can be obtained. As a result, an improvement in performance can be realized.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。   Next, examples will be described together with comparative examples.

まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。   First, prior to the examples and comparative examples, the following materials were prepared.

〔オキシアルキレン系化合物a(B成分)〕
下記の構造式(2)で表されるオキシアルキレン系化合物〔Mn:663〕
[Oxyalkylene compound a (component B)]
Oxyalkylene compound represented by the following structural formula (2) [Mn: 663]

Figure 2006249140
Figure 2006249140

〔オキシアルキレン系化合物b(B成分)〕
下記の構造式(3)で表されるオキシアルキレン系化合物〔Mn:1222〕
[Oxyalkylene compound b (component B)]
Oxyalkylene compound represented by the following structural formula (3) [Mn: 1222]

Figure 2006249140
Figure 2006249140

〔オキシアルキレン系化合物c(B成分)〕
下記の構造式(4)で表されるオキシアルキレン系化合物〔Mn:1877〕
[Oxyalkylene compound c (component B)]
Oxyalkylene compound represented by the following structural formula (4) [Mn: 1877]

Figure 2006249140
Figure 2006249140

〔オキシアルキレン系化合物d(B成分)〕
下記の構造式(5)で表されるオキシアルキレン系化合物〔Mn:4412〕
[Oxyalkylene compound d (component B)]
Oxyalkylene compound represented by the following structural formula (5) [Mn: 4412]

Figure 2006249140
Figure 2006249140

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。   Next, examples will be described together with comparative examples.

〔実施例1〕
アニリン〔π電子共役系ポリマー(A成分)のモノマー〕1モル(93g)と、上記オキシアルキレン系化合物a(B成分)1モル(663g)と、1N塩酸とメチルイソブチルケトン(MIBK)との混合溶剤〔1N塩酸/MIBK=2/1(混合重量比)〕2000mlとをフラスコ中に入れ、5〜10℃に制御し攪拌しながら、1N塩酸1000mlに溶解した過硫酸アンモニウム(酸化剤)1モル(228.2g)を1時間かけて滴下し、10時間酸化重合させて、重合物を得た。つぎに、この重合物を水とメタノールで洗浄し、乾燥して導電性ポリマーを得た。
[Example 1]
Mixing of 1 mol (93 g) of aniline [pi-electron conjugated polymer (component A)], 1 mol (663 g) of the oxyalkylene compound a (component B), 1N hydrochloric acid and methyl isobutyl ketone (MIBK) 1 ml of ammonium persulfate (oxidant) dissolved in 1000 ml of 1N hydrochloric acid while stirring at a temperature of 5 to 10 ° C. while stirring 2000 ml of the solvent [1N hydrochloric acid / MIBK = 2/1 (mixed weight ratio)]. 228.2 g) was added dropwise over 1 hour and oxidative polymerization was carried out for 10 hours to obtain a polymer. Next, this polymer was washed with water and methanol and dried to obtain a conductive polymer.

〔実施例2〜7〕
π電子共役系ポリマー(A成分)のモノマー、オキシアルキレン系化合物、酸化剤もしくは溶剤の種類や配合割合等を、下記の表1に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして、導電性ポリマーを得た。
[Examples 2 to 7]
Except for changing the type of π-electron conjugated polymer (component A), oxyalkylene compound, oxidizing agent or solvent, and the mixing ratio as shown in Table 1 below, in the same manner as in Example 1, A conductive polymer was obtained.

Figure 2006249140
Figure 2006249140

〔比較例1〕
アニリン1モル(93g)と、ペンタデシルベンゼンスルホン酸(ドーパント)1モル(368g)と、1N塩酸とメチルイソブチルケトン(MIBK)との混合溶剤〔1N塩酸/MIBK=2/1(混合重量比)〕2000mlとをフラスコ中に入れ、5〜10℃に制御し攪拌しながら、1N塩酸1000mlに溶解した過硫酸アンモニウム(酸化剤)1モル(228.2g)を1時間かけて滴下し、10時間酸化重合させて、重合物を得た。つぎに、この重合物を水とメタノールで洗浄し、乾燥して導電性ポリマーを得た。
[Comparative Example 1]
Mixed solvent of 1 mol of aniline (93 g), 1 mol (368 g) of pentadecylbenzenesulfonic acid (dopant), 1N hydrochloric acid and methyl isobutyl ketone (MIBK) [1N hydrochloric acid / MIBK = 2/1 (mixing weight ratio) Into the flask, 1 mol (228.2 g) of ammonium persulfate (oxidant) dissolved in 1000 ml of 1N hydrochloric acid was added dropwise over 1 hour while being controlled at 5 to 10 ° C. and stirred, and oxidized for 10 hours. Polymerization was carried out to obtain a polymer. Next, this polymer was washed with water and methanol and dried to obtain a conductive polymer.

〔比較例2〕
特開2002−179911号公報の実施例4に準じて、導電性ポリマー(導電性ポリアニリン)を得た。
[Comparative Example 2]
According to Example 4 of Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-179911, the conductive polymer (conductive polyaniline) was obtained.

(アニリンの酸化重合によるドープ状態のキノンジイミン・フェニレンジアミン型導電性ポリアニリンの調製)
攪拌装置、温度計および直管アダプターを備えた10リットル容量セパラブル・フラスコに、蒸留水6000g、36%塩酸360mlおよびアニリン400g(4.295モル)をこの順序にて仕込み、アニリンを溶解させた。別に、氷水にて冷却しながら、ビーカー中の蒸留水1493gに97%濃硫酸434g(4.295モル)を加え、混合して、硫酸水溶液を調製した。この硫酸水溶液を上記セパラブル・フラスコに加え、フラスコ全体を低温恒温槽にて−4℃まで冷却した。つぎに、ビーカー中にて蒸留水2293gにペルオキソ二硫酸アンモニウム980g(4.295モル)を加え、溶解させて、酸化剤水溶液を調製した。フラスコ全体を低温恒温槽で冷却して、反応混合物の温度を−3℃以下に保持しつつ、攪拌下にアニリン塩の酸性水溶液に、チュービングポンプを用いて、直管アダプターから上記ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液を1ml/分以下の割合にて徐々に滴下し、重合体粉末を得た。この重合体粉末を濾別し、水洗、アセトン洗浄し、室温で真空乾燥して、黒緑色のキノンジイミン・フェニレンジアミン型導電性ポリアニリン粉末430gを得た。
(Preparation of doped quinonediimine / phenylenediamine type conductive polyaniline by oxidative polymerization of aniline)
In a 10-liter separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a straight tube adapter, 6000 g of distilled water, 360 ml of 36% hydrochloric acid, and 400 g (4.295 mol) of aniline were charged in this order to dissolve the aniline. Separately, while cooling with ice water, 434 g (4.295 mol) of 97% concentrated sulfuric acid was added to 1493 g of distilled water in a beaker and mixed to prepare an aqueous sulfuric acid solution. This sulfuric acid aqueous solution was added to the separable flask, and the whole flask was cooled to −4 ° C. in a low-temperature thermostatic bath. Next, 980 g (4.295 mol) of ammonium peroxodisulfate was added to 2293 g of distilled water in a beaker and dissolved to prepare an aqueous oxidizing agent solution. The whole flask was cooled in a low-temperature thermostatic bath, and while maintaining the temperature of the reaction mixture at −3 ° C. or lower, the aqueous solution of ammonium peroxodisulfate was transferred from the straight tube adapter to the acidic aqueous solution of aniline with stirring using a tubing pump. Was gradually added dropwise at a rate of 1 ml / min or less to obtain a polymer powder. The polymer powder was separated by filtration, washed with water, washed with acetone, and vacuum dried at room temperature to obtain 430 g of black-green quinonediimine / phenylenediamine type conductive polyaniline powder.

(導電性有機重合体の脱ドーピングによるキノンジイミン・フェニレンジアミン型溶剤可溶性ポリアニリンの調製)
上記ドープされている導電性ポリアニリン粉末350gを、2Nアンモニア水4リットル中に加え、オートホモミキサーを用いて回転数5000rpmにて5時間攪拌した。ブフナー漏斗にて粉末を濾別し、ビーカー中にて攪拌しながら、蒸留水にて濾液が中性になるまで繰り返して洗浄し、続いて、濾液が無色になるまでアセトンにて洗浄した。この後、粉末を室温にて10時間真空乾燥して、黒褐色の脱ドーピングした溶剤可溶性キノンジイミン・フェニレンジアミン型ポリアニリン粉末280gを得た。つぎに、N−メチル−2−ピロリドン90gに、フェニルヒドラジン1.49gを溶解させ、ついで、上記溶剤可溶性キノンジイミン・フェニレンジアミン型ポリアニリン10gを攪拌下に溶解させた。この溶液をG2フィルターにて減圧濾過して、ポリアニリン溶液を得た。つぎに、ポリスチレンスルホン酸(5.5mmol/g)0.76gと、トリエチルアミン0.42gとを、N−メチル−2−ピロリドン3.68gに溶解させて溶液を得た。この溶液4.86gと、上記にて得られた10重量%のポリアニリン溶液5.0gとを混合し、得られた混合物を脱泡処理し、導電性ポリマー溶液とした。
(Preparation of quinonediimine / phenylenediamine solvent-soluble polyaniline by dedoping of conductive organic polymer)
350 g of the doped conductive polyaniline powder was added to 4 liters of 2N ammonia water, and the mixture was stirred for 5 hours at a rotational speed of 5000 rpm using an auto homomixer. The powder was separated by filtration with a Buchner funnel and washed repeatedly with distilled water until the filtrate became neutral while stirring in a beaker, and then washed with acetone until the filtrate became colorless. Thereafter, the powder was vacuum-dried at room temperature for 10 hours to obtain 280 g of a black-brown dedoping solvent-soluble quinonediimine / phenylenediamine type polyaniline powder. Next, 1.49 g of phenylhydrazine was dissolved in 90 g of N-methyl-2-pyrrolidone, and then 10 g of the solvent-soluble quinonediimine / phenylenediamine type polyaniline was dissolved with stirring. This solution was filtered under reduced pressure using a G2 filter to obtain a polyaniline solution. Next, 0.76 g of polystyrene sulfonic acid (5.5 mmol / g) and 0.42 g of triethylamine were dissolved in 3.68 g of N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a solution. 4.86 g of this solution and 5.0 g of the 10% by weight polyaniline solution obtained above were mixed, and the resulting mixture was defoamed to obtain a conductive polymer solution.

このようにして得られた実施例および比較例の導電性ポリマーを用いて、下記のようにして各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表2および表3に併せて示した。   Using the conductive polymers of Examples and Comparative Examples thus obtained, each characteristic was evaluated as follows. These results are shown in Tables 2 and 3 below.

〔溶解度〕
各導電性ポリマーを各種溶剤(THF、MEK、アセトン、酢酸エチル)に混合し、攪拌して各種溶剤に対する溶解度を測定した。なお、比較例1,2については、溶剤を揮発、乾燥させたものに対する溶解度を測定した。
〔solubility〕
Each conductive polymer was mixed with various solvents (THF, MEK, acetone, ethyl acetate) and stirred to measure the solubility in various solvents. In addition, about the comparative examples 1 and 2, the solubility with respect to what volatilized and dried the solvent was measured.

〔フリードーパント量〕
各導電性ポリマー中のフリー(遊離)ドーパント量を、熱重量分析法(TGA)に準じて測定した。すなわち、乾燥した導電性ポリマー10mgを、窒素雰囲気下、30〜750℃まで20℃/分の昇温速度で上昇させた後、空気中で900℃まで20℃/分の昇温速度で上昇させた。そして、このときの加熱減量から、ドーピングに関与していないドーパント量(フリードーパント量)を求めた。
[Amount of free dopant]
The amount of free (free) dopant in each conductive polymer was measured according to thermogravimetric analysis (TGA). That is, 10 mg of the dried conductive polymer was increased at a temperature increase rate of 20 ° C./min from 30 to 750 ° C. in a nitrogen atmosphere, and then increased to 900 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min in the air. It was. And the amount of dopants (free dopant amount) which did not participate in doping was calculated | required from the heating loss at this time.

〔電気抵抗〕
(初期)
各導電性ポリマーをTHFに混合し、超音波処理した後、アプリケータを用いてガラス板上にキャスティングし、乾燥(120℃×30分)して塗膜(厚み5μm)を形成した。そして、この塗膜の電気抵抗を、25℃×50%RHの環境下、4端子法で電気抵抗を求めた(ダイヤインストルメント社製、ロレスタGP)。なお、比較例2については、THFへの溶解性が極端に低いため、またはNMPは150℃では揮発が充分できないため、水に溶解し、キャスティングを行った。
[Electric resistance]
(initial)
Each conductive polymer was mixed with THF, subjected to ultrasonic treatment, cast on a glass plate using an applicator, and dried (120 ° C. × 30 minutes) to form a coating film (thickness 5 μm). And the electrical resistance of this coating film was calculated | required by the 4 terminal method in the environment of 25 degreeC x 50% RH (Diale Instruments Inc. make, Loresta GP). In Comparative Example 2, since the solubility in THF was extremely low, or NMP was not sufficiently volatilized at 150 ° C., it was dissolved in water and cast.

(オゾン後の変動桁数)
上記塗膜を50℃×80pphmのオゾン環境下に1ヶ月放置し、その後の電気抵抗を上記と同様にして測定した。そして、初期とオゾン後の電気抵抗の変動桁数を求めた。
(Number of fluctuation digits after ozone)
The coating film was left in an ozone environment of 50 ° C. × 80 pphm for 1 month, and the subsequent electrical resistance was measured in the same manner as described above. And the fluctuation | variation digit | number of the electrical resistance after an initial stage and after ozone was calculated | required.

〔湿熱後の変動桁数〕
上記塗膜を50℃×95%RHの湿熱環境下に1ヶ月放置し、その後の電気抵抗を上記と同様にして測定した。そして、初期と湿熱後の電気抵抗の変動桁数を求めた。
[Number of fluctuation digits after wet heat]
The coating film was allowed to stand in a moist heat environment of 50 ° C. × 95% RH for 1 month, and the subsequent electrical resistance was measured in the same manner as described above. And the fluctuation | variation digit | number of the electrical resistance after an initial stage and after wet heat was calculated | required.

〔ブリード〕
各導電性ポリマーを用いて、上記と同様にして塗膜を形成し、塗膜からのドーパントのブリードの有無を、目視と指触により観察した。
[Bleed]
Using each conductive polymer, a coating film was formed in the same manner as described above, and the presence or absence of bleed of the dopant from the coating film was observed visually and with a finger.

Figure 2006249140
Figure 2006249140

Figure 2006249140
Figure 2006249140

上記結果から、実施例品は、溶解性に優れ、湿熱環境下での電気抵抗の変動が小さく、導電性に優れていた。   From the above results, the example products were excellent in solubility, had small fluctuations in electrical resistance under a moist heat environment, and were excellent in conductivity.

これに対して、比較例1品は、高温高湿(50℃×95%RH)の環境下では、ドーパント(ペンタデシルベンゼンスルホン酸)が遊離し、フリードーパント量が高かった。そのため、ポリアニリンが凝集してブリードが生じた。また、湿熱環境下での電気抵抗の変動も大きかった。比較例2品は、溶剤への溶解性が著しく劣っていた。   On the other hand, in Comparative Example 1 product, the dopant (pentadecylbenzenesulfonic acid) was liberated under a high temperature and high humidity (50 ° C. × 95% RH) environment, and the amount of free dopant was high. As a result, the polyaniline aggregated to cause bleeding. In addition, the electric resistance fluctuated greatly in a humid heat environment. The product of Comparative Example 2 was significantly inferior in solubility in a solvent.

つぎに、上記導電性ポリマーを用いた半導電性組成物の実施例について、比較例と併せて説明する。   Next, examples of the semiconductive composition using the conductive polymer will be described together with comparative examples.

まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。   First, prior to the examples and comparative examples, the following materials were prepared.

〔π電子非共役系ポリマーa(カーボネート系TPU)〕
分子構造中にスルホン酸基を有しないカーボネート系TPU(日本ミラクトラン社製、E980)
[Π-electron non-conjugated polymer a (carbonate TPU)]
Carbonate-based TPU that has no sulfonic acid group in its molecular structure (E980, manufactured by Nihon Milactolan)

〔π電子非共役系ポリマーb(PMMA)〕
分子構造中にスルホン酸基を有しないポリメチルメタクリレート(PMMA)(住友化学社製、LG6A)
[Π-electron non-conjugated polymer b (PMMA)]
Polymethyl methacrylate (PMMA) having no sulfonic acid group in the molecular structure (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., LG6A)

〔π電子非共役系ポリマーc(H−NBR)〕
分子構造中にスルホン酸基を有しないH−NBR(日本ゼオン社製、ゼットポール0020)
[Π-electron non-conjugated polymer c (H-NBR)]
H-NBR having no sulfonic acid group in the molecular structure (Nippon Zeon Corporation, Zetpol 0020)

〔π電子非共役系ポリマーd(スルホン化ウレタン)〕
アジピン酸/5−ナトリウムスルホイソフタル酸=4/1(重量比)と、エチレングリコールとを共重合して得たポリオール〔重量平均分子量(Mw):2000〕と、ポリエチレンアジペートポリオール(Mw:2000)と、MDIとを反応させてスルホン化ウレタン(スルホン酸ナトリウム基0.01mmol/g、Mw:8万)を作製した。
[Π-electron non-conjugated polymer d (sulfonated urethane)]
Polyol obtained by copolymerizing adipic acid / 5-sodium sulfoisophthalic acid = 4/1 (weight ratio) and ethylene glycol [weight average molecular weight (Mw): 2000], and polyethylene adipate polyol (Mw: 2000) And MDI were reacted to prepare a sulfonated urethane (sodium sulfonate group 0.01 mmol / g, Mw: 80,000).

〔π電子非共役系ポリマーe(スルホン化アクリルフッ素樹脂)〕
メチルメタクリレート/ブチルアクリレート/パーフルオロオクチルエチレン=8/1/1(重量比)と、スルホエチルメタクリレートとを共重合して、スルホン化アクリルフッ素樹脂(スルホン酸アンモニウム基0.02mmol/g、Mw:4万)を作製した。
[Π-electron non-conjugated polymer e (sulfonated acrylic fluororesin)]
Methyl methacrylate / butyl acrylate / perfluorooctyl ethylene = 8/1/1 (weight ratio) and sulfoethyl methacrylate were copolymerized to form a sulfonated acrylic fluororesin (ammonium sulfonate group 0.02 mmol / g, Mw: 40,000).

〔加硫促進剤a〕
スルフェンアミド系架橋促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラーCZ)
[Vulcanization accelerator a]
Sulfenamide-based cross-linking accelerator (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., Noxeller CZ)

〔加硫促進剤b〕
ジチオカルバミン酸塩系架橋促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラーBZ)
[Vulcanization accelerator b]
Dithiocarbamate-based crosslinking accelerator (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., Noxeller BZ)

〔実施例8〜16、比較例3,4〕
後記の表4および表5に示す各成分を同表に示す割合で配合し、三本ロールを用いて混練して、半導電性組成物(コーティング液)を作製した。
[Examples 8 to 16, Comparative Examples 3 and 4]
The components shown in Table 4 and Table 5 described below were blended in the proportions shown in the same table, and kneaded using three rolls to prepare a semiconductive composition (coating liquid).

〔電気抵抗、電気抵抗の電圧依存性〕
各半導電性組成物(コーティング液)をSUS304板上に塗布して、120℃×30分乾燥し、厚み30μmの導電性塗膜を作製した。つぎに、この導電性塗膜について、25℃×50%RHの環境下、10Vの電圧を印加した時の電気抵抗(Rv=10V)と、100Vの電圧を印加した時の電気抵抗(Rv=100V)を、SRIS 2304に準じてそれぞれ測定した。そして、Log(Rv=10V/Rv=100V)により、電気抵抗の電圧依存性を変動桁数で表示した。
[Electrical resistance, voltage dependence of electrical resistance]
Each semiconductive composition (coating liquid) was applied on a SUS304 plate and dried at 120 ° C. for 30 minutes to prepare a conductive coating film having a thickness of 30 μm. Next, with respect to this conductive coating film, in an environment of 25 ° C. × 50% RH, an electric resistance when a voltage of 10 V is applied (Rv = 10 V) and an electric resistance when a voltage of 100 V is applied (Rv = 100V) was measured according to SRIS 2304, respectively. Then, the voltage dependence of the electrical resistance is displayed in the number of fluctuation digits by Log (Rv = 10 V / Rv = 100 V).

〔電気抵抗の環境依存性〕
各半導電性組成物(コーティング液)を用いて、上記と同様にして、導電性塗膜を作製し、この導電性塗膜について、印加電圧10Vの条件下、低温低湿(10℃×10%RH)時の電気抵抗(Rv=10℃×10%RH)と、高温高湿(35℃×85%RH)時の電気抵抗(Rv=35℃×85%RH)を、SRIS 2304に準じてそれぞれ測定した。そして、Log(Rv=10℃×10%RH/Rv=35℃×85%RH)により、電気抵抗の環境依存性を変動桁数で表示した。
[Environmental dependence of electrical resistance]
Using each semiconductive composition (coating liquid), a conductive coating film was prepared in the same manner as described above, and this conductive coating film was subjected to low temperature and low humidity (10 ° C. × 10%) under the condition of an applied voltage of 10 V. RH) electrical resistance (Rv = 10 ° C. × 10% RH) and high temperature high humidity (35 ° C. × 85% RH) electrical resistance (Rv = 35 ° C. × 85% RH) according to SRIS 2304 Each was measured. Then, the environmental dependence of the electrical resistance was displayed in terms of variable digits by Log (Rv = 10 ° C. × 10% RH / Rv = 35 ° C. × 85% RH).

〔環境による電気抵抗変動桁数〕
各半導電性組成物(コーティング液)を用いて、上記と同様にして、導電性塗膜を作製し、この導電性塗膜について、放置前の電気抵抗(Rv=0日)と、50℃×95%RHの環境下で100日間放置後の電気抵抗(Rv=100日)を、25℃×50%RH、10V印加の条件下で、SRIS 2304に準じてそれぞれ測定した。そして、Log(Rv=100日/Rv=0日)により、環境による電気抵抗変動桁数を求めた。
[Number of electrical resistance fluctuations due to environment]
Using each semiconductive composition (coating liquid), a conductive coating film was prepared in the same manner as described above. The conductive coating film had an electrical resistance before standing (Rv = 0 days) and 50 ° C. The electrical resistance (Rv = 100 days) after standing for 100 days in an environment of × 95% RH was measured according to SRIS 2304 under the conditions of 25 ° C. × 50% RH and 10 V application. Then, the number of digits of electrical resistance variation due to the environment was determined by Log (Rv = 100 days / Rv = 0 day).

〔高電圧領域での電気抵抗変動(チャージアップ)〕
各半導電性組成物(コーティング液)を用いて、上記と同様にして、導電性塗膜を作製し、この導電性塗膜について、25℃×50%RHの環境下、100Vの電圧を印加した時の電気抵抗(Rv=0秒)と、25℃×50%RHの環境下、100Vの電圧を10分間印加した時の電気抵抗(Rv=600秒)とを、SRIS 2304に準じてそれぞれ測定した。そして、Log(Rv=600秒/Rv=0秒)により、高電圧領域での電気抵抗変動を変動桁数で表示した。
[Electric resistance fluctuation (charge up) in high voltage range]
Using each semiconductive composition (coating liquid), a conductive coating film was prepared in the same manner as described above, and a voltage of 100 V was applied to the conductive coating film in an environment of 25 ° C. × 50% RH. The electrical resistance (Rv = 0 seconds) when applied, and the electrical resistance (Rv = 600 seconds) when a voltage of 100 V is applied for 10 minutes in an environment of 25 ° C. × 50% RH, respectively, according to SRIS 2304 It was measured. Then, the electrical resistance fluctuation in the high voltage region was displayed by the number of fluctuation digits by Log (Rv = 600 seconds / Rv = 0 seconds).

〔相溶性〕
各導電性ポリマーと、π電子非共役系ポリマーとの相溶性を評価した。評価は、両者の相溶性に優れ、0.1μm以上の凝集物が生じないものを○、両者の相溶性が悪く、導電性ポリマーが凝集して0.1μm以上の凝集物が生じたものを×とした。なお、評価が×のものは、その下欄に凝集物の粒径を記載した。
[Compatibility]
The compatibility between each conductive polymer and the π-electron nonconjugated polymer was evaluated. Evaluation is that the compatibility between the two is excellent and the aggregates of 0.1 μm or more are not formed, ○, the compatibility of both is bad, the conductive polymer is aggregated and the aggregate of 0.1 μm or more is generated X. In addition, the thing of evaluation x has described the particle size of the aggregate in the lower column.

Figure 2006249140
Figure 2006249140

Figure 2006249140
Figure 2006249140

上記結果から、実施例品は、溶解性に優れるとともに導電性にも優れ、湿熱環境下での電気抵抗の変動が小さかった。   From the above results, the products of the examples were excellent in solubility and excellent in conductivity, and the variation in electric resistance under a moist heat environment was small.

これに対して、比較例3品は、湿熱環境下での電気抵抗の変動が大きかった。比較例4品は、電気抵抗の電圧依存性が大きく、大きな粒径の凝集物が生じ、相溶性が劣っていた。   On the other hand, the product of Comparative Example 3 had a large variation in electrical resistance under a humid heat environment. The product of Comparative Example 4 had a large voltage dependency of electrical resistance, agglomerates having a large particle size were generated, and the compatibility was poor.

つぎに、上記半導電性組成物を用いた帯電ロールの実施例について説明する。   Next, examples of the charging roll using the semiconductive composition will be described.

〔実施例17〕
(ベース層用材料の調製)
カーボンブラックを分散させたシリコーンゴム(信越化学工業社製、KE1350AB)を準備した。なお、このシリコーンゴムを用いて、上記と同様にして導電性塗膜を作製し、この導電性塗膜について上記と同様にして電気抵抗等を測定した結果、電気抵抗(10V) は4.5×104 Ω・cm、電気抵抗(100V) は3.8×103 Ω・cm、電気抵抗の電圧依存性は1.07桁、電気抵抗の環境依存性は0.03桁、高電圧領域での電気抵抗変動(チャージアップ)は0.13桁であった。
Example 17
(Preparation of base layer material)
Silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KE1350AB) in which carbon black was dispersed was prepared. Using this silicone rubber, a conductive coating film was prepared in the same manner as described above. The electrical resistance (10V) was 4.5 as a result of measuring the electrical resistance and the like of the conductive coating film in the same manner as described above. × 10 4 Ω · cm, electrical resistance (100V) is 3.8 × 10 3 Ω · cm, voltage dependency of electrical resistance is 1.07 digits, environment dependency of electrical resistance is 0.03 digits, high voltage range The electrical resistance fluctuation (charge-up) was 0.13 digits.

(中間層用材料の調製)
ウレタンエラストマー(日本ミラクトラン社製、E980)93部を、THF300部とMEK150部とトルエン100部に溶解させた後、アセチレンブラック(電気化学工業社製、デンカブラックHS100)7部を加え、3本ロールを用いて混練して、導電性組成物(コーティング液)を調製した。なお、この導電性組成物を用いて、上記と同様にして導電性塗膜を作製し、この導電性塗膜について上記と同様にして電気抵抗等を測定した結果、電気抵抗(10V) は6.0×106 Ω・cm、電気抵抗(100V) は9.0×104 Ω・cm、電気抵抗の電圧依存性は1.82桁、電気抵抗の環境依存は0.05桁、高電圧領域での電気抵抗変動(チャージアップ)は0.09桁であった。
(Preparation of intermediate layer material)
After 93 parts of urethane elastomer (manufactured by Nippon Milactolan, E980) are dissolved in 300 parts of THF, 150 parts of MEK and 100 parts of toluene, 7 parts of acetylene black (Denka Black HS100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) are added and three rolls Kneaded to prepare a conductive composition (coating solution). Using this conductive composition, a conductive coating film was produced in the same manner as described above, and the electrical resistance and the like of this conductive coating film were measured in the same manner as described above. 0.0 × 10 6 Ω · cm, electric resistance (100V) is 9.0 × 10 4 Ω · cm, voltage dependency of electric resistance is 1.82 digits, environment dependency of electric resistance is 0.05 digits, high voltage The electric resistance fluctuation (charge up) in the region was 0.09 digits.

(表層用材料の調製)
実施例11と同様にして、半導電性組成物を作製した。
(Preparation of surface layer material)
A semiconductive composition was prepared in the same manner as in Example 11.

(帯電ロールの作製)
軸体である芯金(直径10mm、SUS304製)をセットした射出成形用金型内に、上記ベース層用材料を注型し、150℃×45分の条件で加熱した後、脱型して、軸体の外周面に沿ってベース層を形成した。つぎに、このベース層の外周面に、上記中間層材料を塗布して、中間層を形成した。ついで、上記中間層の外周面に、上記表層用材料を塗布して、表層を形成することにより、軸体の外周面にベース層(厚み3mm)が形成され、その外周面に中間層(厚み10μm)が形成され、さらにその外周面に表層(厚み40μm)が形成されてなる、3層構造の帯電ロールを作製した。
(Preparation of charging roll)
The base layer material is poured into an injection mold having a shaft core (diameter 10 mm, made of SUS304), heated at 150 ° C. for 45 minutes, and then removed from the mold. A base layer was formed along the outer peripheral surface of the shaft body. Next, the intermediate layer material was applied to the outer peripheral surface of the base layer to form an intermediate layer. Next, the base layer (thickness 3 mm) is formed on the outer peripheral surface of the shaft body by applying the surface layer material to the outer peripheral surface of the intermediate layer to form the surface layer, and the intermediate layer (thickness) is formed on the outer peripheral surface. 10 μm) was formed, and a surface layer (thickness: 40 μm) was formed on the outer peripheral surface of the charging roll having a three-layer structure.

このようにして得られた実施例の帯電ロールを用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表6に併せて示した。   Using the charging rolls of the examples thus obtained, each characteristic was evaluated according to the following criteria. These results are also shown in Table 6 below.

〔電気抵抗、電気抵抗の電圧依存性〕
帯電ロールの表面をSUS板に押し当てた状態で、帯電ロールの両端に各1kgの荷重をかけ、帯電ロールの芯金と、SUS板に押し当てた帯電ロール表面との間の電気抵抗を、SRIS 2304に準じて測定した。なお、電気抵抗は、25℃×50%RHの環境下、10Vの電圧を印加した時の電気抵抗(Rv=10V)と、100Vの電圧を印加した時の電気抵抗(Rv=100V)をそれぞれ測定した。そして、Log(Rv=10V/Rv=100V)により、電気抵抗の電圧依存性を変動桁数で表示した。
[Electrical resistance, voltage dependence of electrical resistance]
With the surface of the charging roll pressed against the SUS plate, a load of 1 kg is applied to both ends of the charging roll, and the electrical resistance between the core of the charging roll and the surface of the charging roll pressed against the SUS plate is Measured according to SRIS 2304. In addition, the electrical resistance is an electrical resistance (Rv = 10V) when a voltage of 10V is applied in an environment of 25 ° C. × 50% RH, and an electrical resistance (Rv = 100V) when a voltage of 100V is applied. It was measured. Then, the voltage dependence of the electrical resistance is displayed in the number of fluctuation digits by Log (Rv = 10 V / Rv = 100 V).

〔電気抵抗の環境依存性〕
上記電気抵抗の評価に準じて、印加電圧10Vの条件下、低温低湿(10℃×10%RH)の時の電気抵抗(Rv=10℃×10%RH)と、高温高湿(35℃×85%RH)の時の電気抵抗(Rv=35℃×85%RH)を、SRIS 2304に準じてそれぞれ測定した。そして、Log(Rv=10℃×10%RH/Rv=35℃×85%RH)により、電気抵抗の環境依存性を変動桁数で表示した。
[Environmental dependence of electrical resistance]
According to the evaluation of the electrical resistance, the electrical resistance (Rv = 10 ° C. × 10% RH) at the low temperature and low humidity (10 ° C. × 10% RH) and the high temperature and high humidity (35 ° C. × 35 ° C.) The electrical resistance (Rv = 35 ° C. × 85% RH) at 85% RH was measured according to SRIS 2304. Then, the environmental dependence of the electrical resistance was displayed in terms of variable digits by Log (Rv = 10 ° C. × 10% RH / Rv = 35 ° C. × 85% RH).

〔硬度(JIS A)〕
各帯電ロールの最表面の硬度を、JIS K 6253に準じて測定した。
[Hardness (JIS A)]
The hardness of the outermost surface of each charging roll was measured according to JIS K 6253.

〔圧縮永久歪み〕
各帯電ロールの圧縮永久歪みを、温度70℃、試験時間22時間、圧縮率25%の条件下、JIS K 6262に準じて測定した。
(Compression set)
The compression set of each charging roll was measured according to JIS K 6262 under conditions of a temperature of 70 ° C., a test time of 22 hours, and a compression rate of 25%.

〔帯電ロール特性〕
(画像むら)
各帯電ロールを市販のカラープリンターに組み込み、20℃×50%RHの環境下において画像出しを行った。評価は、ハーフトーン画像での濃度むらがなく、細線のとぎれや色むらがなかったものを○、濃度むらが生じたものを×とした。
(Charging roll characteristics)
(Image unevenness)
Each charging roll was incorporated into a commercially available color printer, and images were taken out in an environment of 20 ° C. × 50% RH. In the evaluation, a case where there was no density unevenness in the halftone image and there was no fine line break or color unevenness was indicated as ◯, and a case where density unevenness occurred was indicated as x.

(環境による画質の変動)
各帯電ロールを市販のカラープリンターに組み込み、15℃×10%RHの環境下において画像出しを行った時と、35℃×85%RHの環境下において画像出しを行った時の、環境による画質の変動の評価を行った。評価は、べた黒画像を印刷し、マクベス濃度計で変化が0.1以下の時を○、0.1を超える時を×とした。
(Changes in image quality due to the environment)
Each charging roll is installed in a commercially available color printer, and images are taken out in an environment of 15 ° C. × 10% RH, and images are taken out in an environment of 35 ° C. × 85% RH. Evaluation of the fluctuation of In the evaluation, a solid black image was printed, and when the change was 0.1 or less with a Macbeth densitometer, ○, and when it exceeded 0.1, x.

〔チャージアップによる濃度変動〕
各帯電ロールを市販のカラープリンターに組み込み、25℃×50%RHの環境下、1万枚画像出しを行った。評価は、ハーフトーン画像での濃度差がなかったもの(マクベス濃度計で0.1未満)を○、濃度差が生じたもの(マクベス濃度計で0.1以上)を×とした。
[Concentration fluctuation due to charge-up]
Each charging roll was incorporated into a commercially available color printer, and 10,000 sheets of images were taken out in an environment of 25 ° C. × 50% RH. In the evaluation, a case where there was no density difference in a halftone image (less than 0.1 with a Macbeth densitometer) was evaluated as ◯, and a case where a density difference occurred (0.1 or more with a Macbeth densitometer) was evaluated as x.

〔環境による電気抵抗変動桁数〕
放置前の電気抵抗(Rv=0日)と、50℃×95%RHの環境下で6月間放置した後の電気抵抗(Rv=6月)を、25℃×50%RHの環境下で10V印加し、SRIS 2304に準じてそれぞれ測定した。そして、そして、Log(Rv=6月/Rv=0日)により、電気抵抗の変動桁数を求めた。
[Number of electrical resistance fluctuations due to environment]
The electrical resistance before standing (Rv = 0 day) and the electrical resistance (Rv = June) after standing for 6 months in an environment of 50 ° C. × 95% RH are 10 V in an environment of 25 ° C. × 50% RH. And measured according to SRIS 2304. And the fluctuation | variation digit | number of the electrical resistance was calculated | required by Log (Rv = June / Rv = 0 day).

Figure 2006249140
Figure 2006249140

上記結果から、実施例17品は、全ての特性が良好で、帯電ロール特性に優れていた。   From the above results, the product of Example 17 was excellent in all characteristics and excellent in charging roll characteristics.

つぎに、上記半導電性組成物を用いた現像ロールの実施例について説明する。   Next, examples of developing rolls using the semiconductive composition will be described.

〔実施例18〕
(ベース層用材料の調製)
実施例17のベース層用材料と同様の、カーボンブラックを分散させたシリコーンゴム(信越化学工業社製、KE1350AB)を準備した。
Example 18
(Preparation of base layer material)
A silicone rubber (KE1350AB, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) in which carbon black was dispersed, similar to the base layer material of Example 17, was prepared.

(中間層用材料の調製)
実施例8と同様にして、半導電性組成物を作製した。
(Preparation of intermediate layer material)
A semiconductive composition was prepared in the same manner as in Example 8.

(表層用材料の調製)
実施例17の中間層用材料と同様にして、導電性組成物(コーティング液)を調製した。
(Preparation of surface layer material)
A conductive composition (coating liquid) was prepared in the same manner as the material for the intermediate layer of Example 17.

(現像ロールの作製)
軸体である芯金(直径10mm、SUS304製)をセットした射出成形用金型内に、上記ベース層用材料を注型し、150℃×45分の条件で加熱した後、脱型して、軸体の外周面に沿ってベース層を形成した。つぎに、このベース層の外周面に、上記中間層材料を塗布して、中間層を形成した。ついで、上記中間層の外周面に、上記表層用材料を塗布して、表層を形成することにより、軸体の外周面にベース層(厚み4mm)が形成され、その外周面に中間層(厚み45μm)が形成され、さらにその外周面に表層(厚み5μm)が形成されてなる、3層構造の現像ロールを作製した。
(Preparation of developing roll)
The base layer material is poured into an injection mold having a shaft core (diameter 10 mm, made of SUS304), heated at 150 ° C. for 45 minutes, and then removed from the mold. A base layer was formed along the outer peripheral surface of the shaft body. Next, the intermediate layer material was applied to the outer peripheral surface of the base layer to form an intermediate layer. Next, the surface layer material is applied to the outer peripheral surface of the intermediate layer to form a surface layer, whereby a base layer (thickness 4 mm) is formed on the outer peripheral surface of the shaft, and the intermediate layer (thickness) is formed on the outer peripheral surface. 45 μm) was formed, and a three-layer developing roll having a surface layer (thickness 5 μm) formed on the outer peripheral surface thereof was produced.

このようにして得られた実施例の現像ロールを用いて、上記帯電ロールの評価基準に準じて、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表7に併せて示した。   Using the developing rolls of the examples thus obtained, each characteristic was evaluated in accordance with the evaluation criteria of the charging roll. These results are also shown in Table 7 below.

Figure 2006249140
Figure 2006249140

上記結果から、実施例18品は、全ての特性が良好で、現像ロール特性に優れていた。   From the above results, the product of Example 18 was excellent in all characteristics and excellent in developing roll characteristics.

本発明の導電性ポリマーおよびそれを用いた半導電性組成物、ならびに電子写真機器用半導電性部材は、帯電ロール,現像ロール,転写ロール,中間転写ベルト等の電子写真機器部材に好適に用いることができる。   The conductive polymer of the present invention, the semiconductive composition using the same, and the semiconductive member for electrophotographic apparatus are suitably used for electrophotographic apparatus members such as a charging roll, a developing roll, a transfer roll, and an intermediate transfer belt. be able to.

Claims (8)

下記の(A)成分を、ドーパントにより導電化してなる溶剤可溶な導電性ポリマーであって、上記ドーパントが下記の(B)成分であることを特徴とする導電性ポリマー。
(A)π電子共役系ポリマー。
(B)スルホン酸基およびスルホン酸塩基の少なくとも一方の官能基と、フッ化アルキル基とを有するオキシアルキレン系化合物。
A conductive polymer which is a solvent-soluble conductive polymer obtained by conducting the following component (A) with a dopant, wherein the dopant is the following component (B).
(A) π electron conjugated polymer.
(B) An oxyalkylene compound having at least one functional group of a sulfonate group and a sulfonate group and a fluorinated alkyl group.
上記(B)成分のオキシアルキレン系化合物が、下記の一般式(1)で表される構造単位を有する化合物である請求項1記載の導電性ポリマー。
Figure 2006249140
The conductive polymer according to claim 1, wherein the oxyalkylene compound of the component (B) is a compound having a structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 2006249140
上記(B)成分中のフッ化アルキル基が、炭素数1〜4のフッ化アルキル基である請求項1または2記載の導電性ポリマー。   The conductive polymer according to claim 1 or 2, wherein the fluorinated alkyl group in the component (B) is a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. 上記(B)成分のオキシアルキレン系化合物の数平均分子量が300〜4500の範囲内である請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性ポリマー。   The conductive polymer according to any one of claims 1 to 3, wherein the number average molecular weight of the oxyalkylene compound as the component (B) is in the range of 300 to 4500. 上記(A)成分のπ電子共役系ポリマーが、アニリン,ピロール,チオフェンおよびこれらの誘導体からなる群から選ばれた少なくとも一つのモノマーから誘導されたものである請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性ポリマー。   The π-electron conjugated polymer as the component (A) is derived from at least one monomer selected from the group consisting of aniline, pyrrole, thiophene, and derivatives thereof. Conductive polymer described in 1. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の導電性ポリマーを主成分とすることを特徴とする半導電性組成物。   A semiconductive composition comprising the conductive polymer according to any one of claims 1 to 5 as a main component. 上記半導電性組成物が、π電子非共役系ポリマーを含有するものである請求項6記載の半導電性組成物。   The semiconductive composition according to claim 6, wherein the semiconductive composition contains a π-electron non-conjugated polymer. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導電性組成物を、半導電性部材の少なくとも一部に用いたことを特徴とする電子写真機器用半導電性部材。   A semiconductive member for an electrophotographic apparatus, wherein the semiconductive composition according to any one of claims 1 to 7 is used for at least a part of the semiconductive member.
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