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JP7604324B2 - Siloxane composition, electrophotographic member, method for manufacturing electrophotographic member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents

Siloxane composition, electrophotographic member, method for manufacturing electrophotographic member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus Download PDF

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JP7604324B2
JP7604324B2 JP2021090060A JP2021090060A JP7604324B2 JP 7604324 B2 JP7604324 B2 JP 7604324B2 JP 2021090060 A JP2021090060 A JP 2021090060A JP 2021090060 A JP2021090060 A JP 2021090060A JP 7604324 B2 JP7604324 B2 JP 7604324B2
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Japan
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carbon black
less
electrophotographic
mass
siloxane composition
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真樹 山田
拓哉 須藤
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Canon Inc
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Description

本開示は、シロキサン組成物、電子写真用部材、電子写真用部材の製造方法、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。 This disclosure relates to a siloxane composition, an electrophotographic member, a method for manufacturing an electrophotographic member, a process cartridge, and an electrophotographic image forming apparatus.

シリコーンゴムは、天然ゴムや他の合成ゴムと比較して広い温度範囲で安定したゴム弾性を有し、温度による物性の変化が小さい。また、シリコーンゴムは、耐熱性、耐寒性、耐候性及び耐紫外線性にも優れることから、電気・電子産業や建築・土木、自動車、一般家庭用製品等の分野において幅広く応用されている。特に、ヒドロシリル化により硬化させる付加硬化型液状シリコーンゴムは、短時間で硬化が可能で、硬化収縮が小さいため、高い寸法精度が要求される電子写真分野の各種部材に利用されている。このため、電子写真用部材として、シリコーンゴムを用いた弾性層と、該弾性層外周に、耐久性を付与するために耐摩耗性の高い表面層とを有する電子写真用部材が好ましく用いられる。 Compared to natural rubber and other synthetic rubbers, silicone rubber has stable rubber elasticity over a wide temperature range, and its physical properties change little with temperature. In addition, silicone rubber has excellent heat resistance, cold resistance, weather resistance, and UV resistance, so it is widely used in fields such as the electrical and electronic industries, construction and civil engineering, automobiles, and general household products. In particular, addition-curing liquid silicone rubber, which is cured by hydrosilylation, can be cured in a short time and has little cure shrinkage, so it is used in various components in the electrophotographic field, which requires high dimensional accuracy. For this reason, electrophotographic components that have an elastic layer using silicone rubber and a highly abrasion-resistant surface layer around the outer periphery of the elastic layer to impart durability are preferably used.

電子写真用部材として導電性が必要とされる場合には、シリコーンゴム弾性層を、導電剤を添加した導電性シリコーンゴムで形成する場合がある。このような構成を有する電子写真用部材として、特許文献1には、DBP吸収量の異なる2種のカーボンブラックを含有させたシリコーンゴム弾性層を具備する現像ローラが開示されている。そして、このような現像ローラにおいては、比表面積の低いカーボンブラックが弾性層の表面近傍に分布することで弾性層の表面における導電経路が設けられること、また、比表面積の高いカーボンブラックが弾性層の表面から導電性の軸芯体に至るまでの導電経路の形成に寄与すること、その結果として、当該現像ローラのチャージアップが抑制できることが開示されている。 When electrophotographic components require electrical conductivity, the silicone rubber elastic layer may be formed from conductive silicone rubber to which a conductive agent has been added. As an electrophotographic component having such a configuration, Patent Document 1 discloses a developing roller having a silicone rubber elastic layer containing two types of carbon black with different DBP absorption amounts. It also discloses that in such a developing roller, the carbon black with a low specific surface area is distributed near the surface of the elastic layer to provide a conductive path on the surface of the elastic layer, and that the carbon black with a high specific surface area contributes to the formation of a conductive path from the surface of the elastic layer to the conductive core, and as a result, charging up of the developing roller can be suppressed.

特開2013-45012号公報JP 2013-45012 A

しかしながら、特許文献1に係る現像ローラは、温度40℃、相対湿度95%の如き高温高湿環境下において、トナー規制ブレードの如き当接部材を現像ローラの表面の特定の位置に長期に亘って当接させた場合、その当接部分に、容易に回復しない塑性変形(以降、「Cセット」ともいう)が生じることがあった。Cセットが生じた部分は、他の部分とトナーの搬送性が異なる。そのため、かかる現像ローラを用いて電子写真画像を形成したときに、電子写真画像にCセットに由来する濃度ムラが生じることがあった。 However, when a contact member such as a toner regulating blade is brought into contact with a specific position on the surface of the developing roller in the developing roller of Patent Document 1 for a long period of time in a high-temperature, high-humidity environment such as a temperature of 40°C and a relative humidity of 95%, plastic deformation (hereinafter also referred to as "C set") that does not easily recover can occur at the contact portion. The portion where the C set occurs has different toner transport properties from other portions. Therefore, when an electrophotographic image is formed using such a developing roller, density unevenness due to the C set can occur in the electrophotographic image.

本開示の一態様は、長期の当接によってもCセットが生じにくい導電性の弾性層を与えるシロキサン組成物の提供に向けたものである。また、本開示の他の態様は、長期の当接によってもCセットを生じにくい導電性弾性層を備えた電子写真用部材の提供に向けたものである。さらに、本開示の他の態様は、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジの提供に向けたものである。本開示の更に他の態様は、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。 One aspect of the present disclosure is directed to providing a siloxane composition that provides a conductive elastic layer that is resistant to C-set even when in contact for a long period of time. Another aspect of the present disclosure is directed to providing an electrophotographic member that includes a conductive elastic layer that is resistant to C-set even when in contact for a long period of time. Still another aspect of the present disclosure is directed to providing a process cartridge that contributes to the stable formation of high-quality electrophotographic images. Yet another aspect of the present disclosure is directed to providing an electrophotographic image forming apparatus that can stably form high-quality electrophotographic images.

本開示の一態様によれば、下記成分(A)~(D)を含むシロキサン組成物であって:
(A)下記(A-1)成分及び(A-2)成分からなるオルガノポリシロキサン、
(A-1)下記平均組成式(1)で表されるオルガノポリシロキサン
According to one aspect of the present disclosure, there is provided a siloxane composition comprising the following components (A)-(D):
(A) an organopolysiloxane consisting of the following components (A-1) and (A-2):
(A-1) Organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1):

Figure 0007604324000001
Figure 0007604324000001

(平均組成式(1)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に炭素数2~8のアルケニル基を示し、mは1000以上2000以下の数である。) (In the average composition formula (1), R1 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R2 each independently represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and m is a number of 1,000 or more and 2,000 or less.)

(A-2)下記平均組成式(2)で表されるオルガノポリシロキサン (A-2) Organopolysiloxane represented by the following average composition formula (2)

Figure 0007604324000002
Figure 0007604324000002

(平均組成式(2)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、Rは繰り返し単位ごとに独立に炭素数2~8のアルケニル基を示し、оは10以上45以下の数であり、n+оは300以上500以下の数である。)
(B)比表面積が60m/g以上100m/g以下である第1のカーボンブラック、
(C)比表面積が12m/g以上30m/g以下である第2のカーボンブラック、
(D)下記平均組成式(3)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
(In the average composition formula (2), R3 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R4 independently represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms for each repeating unit, o is a number from 10 to 45, and n+o is a number from 300 to 500.)
(B) a first carbon black having a specific surface area of 60 m 2 /g or more and 100 m 2 /g or less;
(C) a second carbon black having a specific surface area of 12 m 2 /g or more and 30 m 2 /g or less;
(D) Organohydrogenpolysiloxane represented by the following average composition formula (3):

Figure 0007604324000003
Figure 0007604324000003

(平均組成式(3)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、pは3以上20以下の数であり、qは4以上20以下の数である。)、
該(A)成分における該(A-2)成分の比率が0.1質量%以上5.0質量%以下であり、該第1のカーボンブラックの含有量C1に対する該第2のカーボンブラックの含有量C2の比率(C2/C1)が2.0以上25.0以下であり、該シロキサン組成物に対する該第1のカーボンブラック及び該第2のカーボンブラックの総量が10質量%以上30質量%以下であるシロキサン組成物が提供される。
(In the average composition formula (3), R5 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, p is a number of 3 or more and 20 or less, and q is a number of 4 or more and 20 or less.)
The ratio of the component (A-2) in the component (A) is 0.1% by mass or more and 5.0% by mass or less, the ratio (C2/C1) of the content C2 of the second carbon black to the content C1 of the first carbon black is 2.0 or more and 25.0 or less, and the total amount of the first carbon black and the second carbon black relative to the siloxane composition is 10% by mass or more and 30% by mass or less.

また、本開示の他の態様によれば、基体と該基体上の弾性層とを有する電子写真用部材であって、該弾性層が、上記のシロキサン組成物の硬化物である電子写真用部材が提供される。
また、本開示の他の態様によれば、基体と該基体上の弾性層とを有する電子写真用部材の製造方法であって、上記のシロキサン組成物の層を硬化させて該弾性層を形成する工程を有する電子写真用部材の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present disclosure, there is provided an electrophotographic member having a substrate and an elastic layer on the substrate, the elastic layer being a cured product of the above-mentioned siloxane composition.
According to another aspect of the present disclosure, there is provided a method for producing an electrophotographic member having a substrate and an elastic layer on the substrate, the method comprising the step of curing a layer of the above-described siloxane composition to form the elastic layer.

また、本開示の他の態様によれば、上記の電子写真用部材を具備し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジが提供される。
また、本開示の更に他の態様によれば、静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するための現像装置と、該トナー像を転写材に転写するための転写装置と、を有する電子写真画像形成装置であって、該現像装置が、上記の電子写真用部材を有する電子写真画像形成装置が提供される。
According to another aspect of the present disclosure, there is provided a process cartridge including the electrophotographic member described above and configured to be detachably mountable to a main body of an electrophotographic image forming apparatus.
According to yet another aspect of the present disclosure, there is provided an electrophotographic image forming apparatus having an image carrier for carrying an electrostatic latent image, a charging device for primarily charging the image carrier, an exposure device for forming an electrostatic latent image on the primarily charged image carrier, a developing device for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image, and a transfer device for transferring the toner image to a transfer material, wherein the developing device has the above-mentioned electrophotographic member.

本開示の一態様によれば、長期の当接によってもCセットが生じにくい導電性の弾性層を与えるシロキサン組成物を得ることができる。また、本開示の他の態様によれば、長期の当接によってもCセットを生じにくい導電性弾性層を備えた電子写真用部材を得ることができる。さらに、本開示の他の態様によれば、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジを得ることができる。本開示の更に他の態様によれば、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真画像形成装置を得ることができる。 According to one aspect of the present disclosure, a siloxane composition can be obtained that provides a conductive elastic layer that is less likely to cause C set even with long-term contact. According to another aspect of the present disclosure, an electrophotographic member can be obtained that includes a conductive elastic layer that is less likely to cause C set even with long-term contact. Furthermore, according to another aspect of the present disclosure, a process cartridge that contributes to the stable formation of high-quality electrophotographic images can be obtained. According to yet another aspect of the present disclosure, an electrophotographic image forming apparatus that can stably form high-quality electrophotographic images can be obtained.

本開示に係る電子写真用部材の一例を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an electrophotographic member according to the present disclosure. 本開示に係るプロセスカートリッジの一例を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a process cartridge according to the present disclosure. 本開示に係る電子写真画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an electrophotographic image forming apparatus according to the present disclosure. 本開示に係る電子写真用部材の電気抵抗測定器の概略構成図である。1 is a schematic diagram of an electric resistance measuring device for an electrophotographic member according to the present disclosure.

本発明者らの検討によれば、特許文献1に係る現像ローラにCセットが生じる原因が、特許文献1に係る現像ローラの弾性層中に含まれている、比表面積の低いカーボンブラックによるものと推定した。すなわち、特許文献1にも記載されている通り、DBP吸収量が20ml/100g~50ml/100gであるような比表面積の低いカーボンブラックは、液状シリコーンゴムとの親和性が低く、弾性層中においてはその表面側に偏在し易い。また、当該カーボンブラックは、液状シリコーンゴムとの親和性が低いため、弾性層中においても、周囲のシリコーンゴムが、当該カーボンブラックのアグリゲートの空隙に入り込めず、微小な空隙が存在していると考えられる。このような弾性層に他部材が当接することで押圧力が加わった場合、当該間隙にシリコーンゴムが押し込まれた状態となる。この状態は、押圧力が除去された後も維持される結果、当接部にCセットが生じるものと考えられる。 According to the study by the present inventors, it was estimated that the cause of the C-set in the developing roller according to Patent Document 1 is the carbon black with a low specific surface area contained in the elastic layer of the developing roller according to Patent Document 1. That is, as described in Patent Document 1, carbon black with a low specific surface area, such as carbon black with a DBP absorption of 20 ml/100 g to 50 ml/100 g, has a low affinity with liquid silicone rubber and tends to be unevenly distributed on the surface side of the elastic layer. In addition, since the carbon black has a low affinity with liquid silicone rubber, it is believed that even in the elastic layer, the surrounding silicone rubber cannot enter the gaps in the aggregates of the carbon black, and minute gaps exist. When a pressing force is applied by contacting such an elastic layer with another member, the silicone rubber is pressed into the gap. This state is maintained even after the pressing force is removed, and it is believed that the C-set occurs at the contact portion.

本発明者らは、弾性層に優れた導電性をもたらす比表面積の異なる2種のカーボンブラックを使用するうえでは、Cセットの原因と考えられる、弾性層中における比表面積が低いカーボンブラックのアグリゲートとシリコーンゴムとの間隙をなくすための技術開発が必要であることを認識した。そこで、比表面積の低いカーボンブラックのアグリゲートとシリコーンゴムとの間の間隙の発生を阻止すべく検討を重ねた結果、下記の硬化性の液状シロキサン組成物がその目的をよく達成し得ることを見出した。 The present inventors recognized that when using two types of carbon black with different specific surface areas that provide excellent electrical conductivity to the elastic layer, it was necessary to develop technology to eliminate gaps between the silicone rubber and the aggregates of carbon black with low specific surface area in the elastic layer, which is thought to be the cause of C-set. As a result of extensive research into preventing the formation of gaps between the silicone rubber and the aggregates of carbon black with low specific surface area, the inventors discovered that the following curable liquid siloxane composition can achieve this purpose well.

すなわち、下記成分(A)~(D)を含むシロキサン組成物であって:
(A)下記(A-1)成分及び(A-2)成分からなるオルガノポリシロキサン、
(A-1)下記平均組成式(1)で表されるオルガノポリシロキサン
That is, a siloxane composition comprising the following components (A) to (D):
(A) an organopolysiloxane consisting of the following components (A-1) and (A-2):
(A-1) Organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1):

Figure 0007604324000004
Figure 0007604324000004

(平均組成式(1)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に炭素数2~8のアルケニル基を示し、mは1000以上2000以下の数である。)
(A-2)下記平均組成式(2)で表されるオルガノポリシロキサン
(In the average composition formula (1), R1 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R2 each independently represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and m is a number of 1,000 or more and 2,000 or less.)
(A-2) Organopolysiloxane represented by the following average composition formula (2):

Figure 0007604324000005
Figure 0007604324000005

(平均組成式(2)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、Rは繰り返し単位ごとに独立に炭素数2~8のアルケニル基を示し、оは10以上45以下の数であり、n+оは300以上500以下の数である。)
(B)比表面積が60m/g以上100m/g以下である第1のカーボンブラック、
(C)比表面積が12m/g以上30m/g以下である第2のカーボンブラック、
(D)下記平均組成式(3)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
(In the average composition formula (2), R3 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R4 independently represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms for each repeating unit, o is a number from 10 to 45, and n+o is a number from 300 to 500.)
(B) a first carbon black having a specific surface area of 60 m 2 /g or more and 100 m 2 /g or less;
(C) a second carbon black having a specific surface area of 12 m 2 /g or more and 30 m 2 /g or less;
(D) Organohydrogenpolysiloxane represented by the following average composition formula (3):

Figure 0007604324000006
Figure 0007604324000006

(平均組成式(3)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、pは3以上20以下の数であり、qは4以上20以下の数である。)、
該(A)成分における該(A-2)成分の比率が0.1質量%以上5.0質量%以下であり、
該第1のカーボンブラックの含有量C1に対する該第2のカーボンブラックの含有量C2の比率(C2/C1)が2.0以上25.0以下であり、
該シロキサン組成物に対する該第1のカーボンブラック及び該第2のカーボンブラックの総量が10質量%以上30質量%以下であるシロキサン組成物。
(In the average composition formula (3), R5 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, p is a number of 3 or more and 20 or less, and q is a number of 4 or more and 20 or less.)
The ratio of the component (A-2) in the component (A) is 0.1% by mass or more and 5.0% by mass or less,
a ratio (C2/C1) of the content C2 of the second carbon black to the content C1 of the first carbon black is 2.0 or more and 25.0 or less;
the total amount of the first carbon black and the second carbon black relative to the siloxane composition is 10% by mass or more and 30% by mass or less.

上記のシロキサン組成物の硬化物において、シリコーンゴムと比表面積の低いカーボンブラックのアグリゲートとの間隙の発生を抑制でき、その結果として、当該硬化物にCセットが生じにくくなる理由を、本発明者らは以下のように推測している。 The inventors speculate that the reason why the formation of gaps between the silicone rubber and the aggregates of carbon black, which has a low specific surface area, can be suppressed in the cured product of the above-mentioned siloxane composition, and as a result, the cured product is less likely to form C-set, is as follows.

上記した本開示の一態様に係るシロキサン組成物は、平均組成式(2)で示される成分(A-2)を一定量含む。当該成分は、側鎖部分(R)にアルケニル基を有し、両末端にトリアルキルシロキシ基(-OSi(R)を有するオルガノポリシロキサンである。かかるオルガノポリシロキサンを含むシロキサン組成物を硬化させた場合、成分(A-2)のアルケニル基は、架橋剤である成分(D)のヒドロシリル基(SiH)とヒドロシリル化反応を生じて重合体の架橋点を形成する。また、平均組成式(2)において、n+оは、300以上500以下であり、当該シロキサン組成物の硬化物中では、当該アルケニル基に起因する架橋点と両末端のトリアルキルシロキシ基とは比較的近接している。そのため、架橋点の近傍にトリアルキルシロキシ基を高い密度で存在させ得ると考えられる。また、トリアルキルシロキシ基は疎水性が高いため、カーボンブラック表面付近との間で疎水性相互作用が生じ易い。すなわち、当該硬化物中のシリコーン樹脂においては、成分(A-2)のアルケニル基に由来する架橋点近傍に、カーボンブラックとの親和性の高いトリアルキルシロキシ基が高密度に存在していると考えられる。その結果、当該シリコーン樹脂とカーボンブラックとの間の親和性が高まり、カーボンブラックのアグリゲートの空隙が、周囲のシリコーンゴムによって埋められやすくなっていると考えられる。このことにより、本開示の一態様に係るシロキサン組成物の硬化物においてはCセットの発生が有効に抑制されるものと考えられるのである。 The siloxane composition according to one embodiment of the present disclosure described above contains a certain amount of component (A-2) represented by average composition formula (2). This component is an organopolysiloxane having an alkenyl group in the side chain portion (R 4 ) and a trialkylsiloxy group (—OSi(R 3 ) 3 ) at both ends. When a siloxane composition containing such an organopolysiloxane is cured, the alkenyl group of component (A-2) undergoes a hydrosilylation reaction with the hydrosilyl group (SiH) of component (D) which is a crosslinking agent to form a crosslinking point of the polymer. In addition, in the average composition formula (2), n+o is 300 or more and 500 or less, and in the cured product of the siloxane composition, the crosslinking points caused by the alkenyl group and the trialkylsiloxy groups at both ends are relatively close to each other. Therefore, it is considered that the trialkylsiloxy groups can be present at a high density in the vicinity of the crosslinking points. In addition, since trialkylsiloxy groups are highly hydrophobic, hydrophobic interactions tend to occur with the vicinity of the carbon black surface. That is, it is believed that in the silicone resin in the cured product, trialkylsiloxy groups with high affinity for carbon black are present at high density in the vicinity of the crosslinking points derived from the alkenyl groups of component (A-2). As a result, it is believed that the affinity between the silicone resin and carbon black is increased, and the voids in the carbon black aggregates are easily filled with the surrounding silicone rubber. It is believed that this effectively suppresses the occurrence of C set in the cured product of the siloxane composition according to one embodiment of the present disclosure.

<シロキサン組成物>
[(A)(A-1)成分及び(A-2)成分からなるオルガノポリシロキサン]
((A-1)下記平均組成式(1)で表されるオルガノポリシロキサン)
<Siloxane Composition>
[(A) Organopolysiloxane composed of components (A-1) and (A-2)]
((A-1) Organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1))

Figure 0007604324000007
Figure 0007604324000007

平均組成式(1)において、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示す。立体障害を抑制することで、分子の絡み合いによる塑性変形を抑制する観点から、Rは炭素数1~4の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。なお、複数のmに対して、繰り返し単位((RSiO)ごとに、Rが異なっていてもよい。
はそれぞれ独立に炭素数2~8のアルケニル基を示す。Rとしては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。これらの中でも、Rとしてはビニル基が好ましい。反応性官能基であるアルケニル基が末端にあることで、側鎖に比較して硬化後の架橋点間距離がほぼ一定となり、規則的な分子構造になる。そのため、分子の絡み合いが少なく、塑性変形を抑制することができる。
In the average composition formula (1), R 1 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. From the viewpoint of suppressing steric hindrance and thereby suppressing plastic deformation due to molecular entanglement, R 1 is preferably a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group. Note that, for multiple m, R 1 may be different for each repeating unit ((R 1 ) 2 SiO).
Each R2 independently represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. Examples of R2 include vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, butenyl , isobutenyl, pentenyl, and hexenyl groups. Among these, vinyl is preferred as R2 . By having an alkenyl group, which is a reactive functional group, at the end, the distance between crosslinking points after curing becomes almost constant compared to side chains, resulting in a regular molecular structure. Therefore, there is little entanglement of molecules, and plastic deformation can be suppressed.

平均組成式(1)で表されるオルガノポリシロキサンの平均重合度mは、1000以上2000以下の数である。平均重合度mは、より好ましくは、1500以上2000以下の数である。平均重合度mが上記範囲内にあることで、弾性層として必要な柔軟性を得ることができる。 The average degree of polymerization m of the organopolysiloxane represented by the average composition formula (1) is a number between 1000 and 2000. The average degree of polymerization m is more preferably a number between 1500 and 2000. When the average degree of polymerization m is within the above range, the flexibility required for the elastic layer can be obtained.

ここで、平均重合度は、Gel Permeation Chromatography(GPC:ゲル浸透クロマトグラフィー)を用いた測定から得られる重量平均分子量(Mw)から算出した値とする。具体的には、GPCカラム(商品名:TSKgel SuperHM-m、東ソー社製)2本を直列につないだ高速液体クロマトグラフ分析装置(製品名:HLC-8120GPC、東ソー社製)を用いる。測定条件は、温度40℃、流速0.6ml/min、RI(屈折率)とし、測定サンプルを0.1質量%含むテトラヒドロフラン(THF)溶液を調製して測定する。標準試料として単分散標準ポリスチレン(商品名:TSK標準ポリスチレンF-128、F-80、F-40、F-20、F-10、F-4、F-2、F-1、A-5000、A-2500、A-1000、A-500、東ソー社製)を準備する。該標準試料を用いて、検量線を作成する。測定サンプルの保持時間、又はカウント数から分子量分布を得る。この分子量分布から重量平均分子量Mwを求め、平均重合度を算出することができる。 Here, the average degree of polymerization is a value calculated from the weight average molecular weight (Mw) obtained from measurements using gel permeation chromatography (GPC). Specifically, a high-performance liquid chromatograph analyzer (product name: HLC-8120GPC, Tosoh Corporation) is used, which is made up of two GPC columns (product name: TSKgel SuperHM-m, Tosoh Corporation) connected in series. The measurement conditions are a temperature of 40°C, a flow rate of 0.6 ml/min, and RI (refractive index), and a tetrahydrofuran (THF) solution containing 0.1% by mass of the measurement sample is prepared and measured. As a standard sample, a monodisperse standard polystyrene (product name: TSK standard polystyrene F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500, A-1000, A-500, manufactured by Tosoh Corporation) is prepared. A calibration curve is created using the standard sample. The molecular weight distribution is obtained from the retention time or count number of the measurement sample. The weight average molecular weight Mw is obtained from this molecular weight distribution, and the average degree of polymerization can be calculated.

(A-1)成分としては市販品を使用することができる。具体的には、両末端ビニルポリジメチルシロキサンとして、例えば以下の如き製品が挙げられる。DMS-V41、DMS-V42、DMS-V43、DMS-V46、DMS-V51(何れも商品名、Gelest社製)。
また、(A-1)成分は、公知の方法によって得ることができる。例えば、ジメチルシクロポリシロキサン、メチルビニルシクロポリシロキサン等のオルガノシクロポリシロキサンと、ヘキサメチルジシロキサン、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン等のヘキサオルガノジシロキサンとを用いる。これらを用いて、アルカリ触媒または酸触媒の存在下にて平衡化反応を行うことによって、(A-1)成分を得ることができる。
Commercially available products can be used as component (A-1). Specific examples of polydimethylsiloxanes having vinyl groups at both ends include the following products: DMS-V41, DMS-V42, DMS-V43, DMS-V46, and DMS-V51 (all trade names, manufactured by Gelest).
Furthermore, component (A-1) can be obtained by a known method. For example, an organocyclopolysiloxane such as dimethylcyclopolysiloxane or methylvinylcyclopolysiloxane and a hexaorganodisiloxane such as hexamethyldisiloxane or 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane are used. Using these, component (A-1) can be obtained by carrying out an equilibration reaction in the presence of an alkali catalyst or an acid catalyst.

なお、本明細書において、平均組成式とは、オルガノポリシロキサンが互いに異なる構造を有するものの混合物である場合において、該混合物を構成する複数のオルガノポリシロキサンについて組成の平均をとったときに表される組成式を意味する。 In this specification, the average composition formula means the composition formula expressed when the composition of multiple organopolysiloxanes constituting a mixture is averaged when the organopolysiloxanes have different structures.

(A-1)成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。そして、(A-1)成分が、2種以上のオルガノポリシロキサンの混合物で構成される場合において、各々のオルガノポリシロキサンとしては、混合物の平均重合度mが1000以上2000以下の数となる限りにおいては、いかなるものでも用いることができる。具体的には、例えば、R1及びR2は平均組成式(1)に係る規定の範囲内であるものの、平均重合度mが2000を超えるオルガノポリシロキサン(例えば、「DMS-V52」、商品名、Gelest社製)であっても、他のオルガノポリシロキサンと組み合わせて平均重合度mを1000以上2000以下とすることで、(A-1)成分の構成成分として用いることができる。なお、(A-1)成分が、2種以上のオルガノポリシロキサンで構成されている場合の平均重合度mは、上述した方法と同様の方法によって算出することができる。具体的には、上記測定サンプルとして、2種以上のオルガノポリシロキサンの混合物を使用することにより、平均重合度mを算出することができる。 Only one type of (A-1) component may be used, or two or more types may be used in combination. When the (A-1) component is composed of a mixture of two or more types of organopolysiloxanes, any organopolysiloxane may be used as long as the average degree of polymerization m of the mixture is 1000 to 2000. Specifically, for example, even if R1 and R2 are within the range specified for the average composition formula (1), but an organopolysiloxane with an average degree of polymerization m exceeding 2000 (for example, "DMS-V52", product name, manufactured by Gelest Co., Ltd.) is combined with another organopolysiloxane to set the average degree of polymerization m to 1000 to 2000, it can be used as a constituent component of the (A-1) component. When the (A-1) component is composed of two or more types of organopolysiloxanes, the average degree of polymerization m can be calculated by the same method as described above. Specifically, the average degree of polymerization m can be calculated by using a mixture of two or more organopolysiloxanes as the measurement sample.

((A-2)下記平均組成式(2)で表されるオルガノポリシロキサン) ((A-2) Organopolysiloxane represented by the following average composition formula (2))

Figure 0007604324000008
Figure 0007604324000008

平均組成式(2)において、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示す。Rは炭素数1~4の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。なお、複数のnに対して、繰り返し単位((RSiO)ごとにRが異なっていてもよい。また、複数のoに対して、繰り返し単位(RSiO)ごとにRが異なっていてもよい。
は繰り返し単位ごとに独立に炭素数2~8のアルケニル基を示す。Rとしては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。これらの中でも、Rとしてはビニル基が好ましい。反応性官能基であるアルケニル基が側鎖にあることで、末端に比較して硬化後の架橋点間距離が短くなり、末端トリアルキルシロキシ基を密集させやすい傾向にある。
In the average composition formula (2), R 3 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 3 is preferably a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group. For multiple n's, R 3 may be different for each repeating unit ((R 3 ) 2 SiO). For multiple o's, R 3 may be different for each repeating unit (R 3 R 4 SiO).
R4 independently represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms for each repeating unit. Examples of R4 include vinyl groups, allyl groups, propenyl groups, isopropenyl groups, butenyl groups, isobutenyl groups, pentenyl groups, and hexenyl groups. Among these, vinyl groups are preferred as R4 . By having an alkenyl group, which is a reactive functional group, in a side chain, the distance between crosslinking points after curing becomes shorter compared to terminals, and terminal trialkylsiloxy groups tend to be more easily clustered.

平均組成式(2)で表されるオルガノポリシロキサンの平均重合度n+оは、300以上500以下の数である。n+оが上記範囲内にあることで、架橋点付近に末端トリアルキルシロキシ基を密集させることができる。そのうち、оは10以上45以下の数である。оが10以上であることで、架橋点間距離を近づけることができるため、末端トリアルキルシロキシ基が必要以上に動かないように固定できる。また、оが45以下であることで、架橋点間距離が短くなり過ぎず、柔軟性を保持できるため、塑性変形を抑制することができる。特に、оが15以上25以下の数であることで、末端トリアルキルシロキシ基の自由度が高く、カーボンブラックに近接しやすくなるためより好ましい。
ここで、平均重合度n及びоは、H-NMRから得られるアルケニル基由来のピークの積分値とケイ素原子に結合するアルキル基由来のピークの積分値の積分比と、前記GPCから得られる重量平均分子量(Mw)から算出した値とする。
The average degree of polymerization n+o of the organopolysiloxane represented by the average composition formula (2) is a number of 300 or more and 500 or less. When n+o is within the above range, the terminal trialkylsiloxy groups can be concentrated near the crosslinking points. Among them, o is a number of 10 or more and 45 or less. When o is 10 or more, the distance between the crosslinking points can be made closer, so that the terminal trialkylsiloxy groups can be fixed so as not to move more than necessary. In addition, when o is 45 or less, the distance between the crosslinking points does not become too short, so that flexibility can be maintained, and plastic deformation can be suppressed. In particular, when o is a number of 15 or more and 25 or less, the degree of freedom of the terminal trialkylsiloxy groups is high, and they are more likely to approach carbon black, which is more preferable.
Here, the average polymerization degrees n and o are values calculated from the integral ratio of the integral value of the peak derived from the alkenyl group obtained from 1H -NMR to the integral value of the peak derived from the alkyl group bonded to the silicon atom, and the weight average molecular weight (Mw) obtained from the GPC.

(A-2)成分としては市販品を使用することができる。具体的には、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体として、例えば以下の如き製品が挙げられる。VDT-431、VDT-731(何れも商品名、Gelest社製)等。 Commercially available products can be used as component (A-2). Specifically, examples of dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane copolymers with both molecular chain ends blocked by trimethylsiloxy groups include the following products: VDT-431, VDT-731 (both trade names, manufactured by Gelest), etc.

(A)成分における(A-2)成分の比率は、0.1質量%以上5.0質量%以下である。(A-2)成分の比率が0.1質量%以上であることで、シリコーン樹脂の分子構造中に、近傍にトリアルキルシロキシ基が高密度に存在する架橋点を一定量導入することができる。また、(A-2)成分の比率が5.0質量%以下であることで、末端トリアルキルシロキシ基が過剰に存在せず、分子の絡み合いによる塑性変形の悪化を抑制できる。 The ratio of component (A-2) in component (A) is 0.1% by mass or more and 5.0% by mass or less. By making the ratio of component (A-2) 0.1% by mass or more, a certain amount of crosslinking points with high density of trialkylsiloxy groups in the vicinity can be introduced into the molecular structure of the silicone resin. In addition, by making the ratio of component (A-2) 5.0% by mass or less, there is no excess of terminal trialkylsiloxy groups, and the deterioration of plastic deformation due to molecular entanglement can be suppressed.

(A-2)成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。そして、(A-2)成分が2種以上のオルガノポリシロキサンの混合物で構成される場合において、各々のオルガノポリシロキサンとしては、混合物の平均重合度оが10以上45以下の数、n+oが300以上500以下の数となる限りにおいてはいかなるものでも用いることができる。また、(A-2)成分が2種以上のオルガノポリシロキサンで構成されている場合の平均重合度n+oは、上述した方法と同様の方法によって算出することができる。 Only one type of (A-2) component may be used, or two or more types may be used in combination. When the (A-2) component is composed of a mixture of two or more types of organopolysiloxanes, any organopolysiloxane may be used as each of the organopolysiloxanes, so long as the average degree of polymerization of the mixture, o, is a number between 10 and 45, and n+o is a number between 300 and 500. When the (A-2) component is composed of two or more types of organopolysiloxanes, the average degree of polymerization, n+o, can be calculated by the same method as described above.

[(B)第1のカーボンブラック、(C)第2のカーボンブラック]
第1のカーボンブラックは、比表面積が、60m/g以上100m/g以下の範囲内であり、第2のカーボンブラックは、比表面積が、12m/g以上30m/g以下、より好ましくは20m/g以上30m/g以下の範囲内である。
第1のカーボンブラックの比表面積が上記範囲内にあることで、弾性層を全体として中抵抗領域の導電特性にすることができる。ここで、中抵抗領域とは、電気抵抗率で表すと1.0×10-9Ω・cm以上1.0×10-6Ω・cm以下であることが好ましい。また、第2のカーボンブラックの比表面積が上記範囲内にあることで、弾性層表面近傍にカーボンブラックを存在させることができるため、弾性層の表面電位を低くすることができる。
[(B) First Carbon Black, (C) Second Carbon Black]
The first carbon black has a specific surface area in the range of 60 m 2 /g or more and 100 m 2 /g or less, and the second carbon black has a specific surface area in the range of 12 m 2 /g or more and 30 m 2 /g or less, more preferably 20 m 2 /g or more and 30 m 2 /g or less.
By having the specific surface area of the first carbon black within the above range, the elastic layer as a whole can have conductive characteristics in the medium resistance region. Here, the medium resistance region, expressed in terms of electrical resistivity, is preferably 1.0×10 −9 Ω·cm or more and 1.0×10 −6 Ω·cm or less. Furthermore, by having the specific surface area of the second carbon black within the above range, the carbon black can be present in the vicinity of the surface of the elastic layer, thereby lowering the surface potential of the elastic layer.

ここで、比表面積とは、日本産業規格(JIS)K6217-7:2013「ゴム用カーボンブラック-基本特性-第7部:ゴム配合物-多点法窒素比表面積(NSA)及び統計的厚さ比表面積(STSA)の求め方」で定められた、BETのガス吸着理論の多点法に基づく窒素比表面積(NSA)をいう。当該規格に記載されているように、カーボンブラックの細孔を含む全比表面積を測定する方法であり、一次粒子径と反比例し、一般的にカーボンブラックの空隙が多いほど吸着窒素量が増加し、比表面積が大きくなる傾向がある。 Here, specific surface area refers to the nitrogen specific surface area (NSA) based on the multipoint method of BET gas adsorption theory, as defined in Japanese Industrial Standards (JIS) K6217-7:2013 "Carbon black for rubber - Basic properties - Part 7: Rubber compounds - Determination of multipoint nitrogen specific surface area (NSA) and statistical thickness specific surface area (STSA)." As described in the standard, this is a method for measuring the total specific surface area of carbon black, including pores, and is inversely proportional to the primary particle size. Generally, the more voids there are in carbon black, the more nitrogen is adsorbed and the larger the specific surface area tends to be.

当該第1及び第2のカーボンブラックは、各々市販品を使用することができる。具体的には、第1のカーボンブラックとしては例えば、旭#70、旭#70L、SUNBLACK735、SUNBLACK200、SUNBLACK280、SUNBLACK285、SUNBLACK335、SUNBLACK605、SUNBLACK X55(何れも商品名、旭カーボン社製);デンカブラック粉状品、デンカブラックプレス品100%、デンカブラック粒状品、デンカブラックLi-100(何れも商品名、デンカ社製);シースト5H、シーストKH、シースト3H、シーストNH、シースト3、シーストN、シースト300(何れも商品名、東海カーボン社製);#52、#33、#32、#30、#85、#24、MA11、MA230、#4000B(何れも商品名、三菱カーボン社製)が挙げられる。
第2のカーボンブラックとしては例えば、旭#55、旭#50HG、旭#52、旭#50、旭#50U、旭#35、旭#22K、旭#15HS、旭#15、旭#8、アサヒサーマル、SUNBLACK235、SUNBLACK250(何れも商品名、旭カーボン社製);シーストV、シーストFY、シーストS、シーストSP、シーストTA(何れも商品名、東海カーボン社製)が挙げられる。
また、各種表面処理を行い、比表面積を調整したカーボンブラックも使用することができる。
The first and second carbon blacks may each be a commercially available product. Specifically, examples of the first carbon black include Asahi #70, Asahi #70L, SUNBLACK 735, SUNBLACK 200, SUNBLACK 280, SUNBLACK 285, SUNBLACK 335, SUNBLACK 605, and SUNBLACK 735. X55 (all trade names, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.); Denka Black powder product, Denka Black pressed product 100%, Denka Black granules, Denka Black Li-100 (all trade names, manufactured by Denka Co., Ltd.); SEAST 5H, SEAST KH, SEAST 3H, SEAST NH, SEAST 3, SEAST N, SEAST 300 (all trade names, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.); #52, #33, #32, #30, #85, #24, MA11, MA230, #4000B (all trade names, manufactured by Mitsubishi Carbon Co., Ltd.).
Examples of the second carbon black include Asahi #55, Asahi #50HG, Asahi #52, Asahi #50, Asahi #50U, Asahi #35, Asahi #22K, Asahi #15HS, Asahi #15, Asahi #8, Asahi Thermal, SUNBLACK 235, SUNBLACK 250 (all trade names, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.); Seest V, Seest FY, Seest S, Seest SP, Seest TA (all trade names, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.).
Carbon black whose specific surface area has been adjusted by various surface treatments can also be used.

第2のカーボンブラックの含有量は、シロキサン組成物に対して、11質量%以上15質量%以下が好ましい。第2のカーボンブラックの含有量が上記範囲内にあることで、表面電位を低く維持しながら、空隙を抑制することができるため、塑性変形をより抑制できる。 The content of the second carbon black is preferably 11% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the siloxane composition. By having the content of the second carbon black within the above range, it is possible to suppress voids while maintaining a low surface potential, thereby further suppressing plastic deformation.

第1のカーボンブラックの含有量C1に対する第2のカーボンブラックの含有量C2の比率(C2/C1)は、2.0以上25.0以下である。C2/C1が上記範囲内にあることで、シロキサンとカーボンブラック間の空隙を抑制することができる。特に、C2/C1が5.0以上10.0以下である場合、表面電位を低く維持しながら、空隙を抑制することができるため、塑性変形をより抑制できる。 The ratio (C2/C1) of the second carbon black content C2 to the first carbon black content C1 is 2.0 or more and 25.0 or less. By having C2/C1 within the above range, it is possible to suppress voids between the siloxane and the carbon black. In particular, when C2/C1 is 5.0 or more and 10.0 or less, it is possible to suppress voids while maintaining a low surface potential, thereby further suppressing plastic deformation.

シロキサン組成物に対するカーボンブラックの総量、すなわち、第1のカーボンブラック及び第2のカーボンブラックの含有量の総量は10質量%以上30質量%以下であり、10質量%以上20質量%以下が好ましい。第1のカーボンブラック及び第2のカーボンブラックの総量が上記範囲内にあることで、弾性層を中抵抗領域の導電性としながら、ゴム弾性を維持することで塑性変形を抑制することができる。 The total amount of carbon black relative to the siloxane composition, i.e., the total amount of the first carbon black and the second carbon black, is 10% by mass or more and 30% by mass or less, and preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less. By having the total amount of the first carbon black and the second carbon black within the above range, it is possible to suppress plastic deformation by maintaining rubber elasticity while making the elastic layer conductive in the medium resistance range.

なお、本開示のシロキサン組成物から、カーボンブラックの比表面積及びカーボンブラックの含有量の比率C2/C1を測定する方法を以下に例示する。
シロキサン組成物をキシレン等の有機溶媒で希釈し、超音波照射することにより、シロキサン成分とカーボンブラックを分離する。静置後、沈降したカーボンブラックを採取し、エタノール溶液などで希釈し、密度勾配沈降速度法を利用した超遠心機(エッペンドルフ・ハイマック・テクノロジーズ社製など)により分級を行う。分離したカーボンブラックを採取し、乾固した後、上記JIS K6217-7:2013に従って、比表面積を測定する。また、分離したカーボンブラックの質量を測定することで、カーボンブラックの含有量の比率C2/C1を導出することができる。
また、カーボンブラックの総量は、公知の熱重量分析を用いてシロキサン組成物を測定することで導出することができる。
The method for measuring the specific surface area of carbon black and the carbon black content ratio C2/C1 from the siloxane composition of the present disclosure will be exemplified below.
The siloxane composition is diluted with an organic solvent such as xylene, and ultrasonically irradiated to separate the siloxane component and the carbon black. After standing, the precipitated carbon black is collected, diluted with an ethanol solution, and classified using an ultracentrifuge (such as that manufactured by Eppendorf Himac Technologies) that utilizes a density gradient sedimentation velocity method. The separated carbon black is collected and dried, and then the specific surface area is measured according to the above-mentioned JIS K6217-7:2013. In addition, the ratio C2/C1 of the carbon black content can be derived by measuring the mass of the separated carbon black.
The total amount of carbon black can be derived by measuring the siloxane composition using known thermogravimetric analysis.

[(D)下記平均組成式(3)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン] [(D) Organohydrogenpolysiloxane represented by the following average composition formula (3)]

Figure 0007604324000009
Figure 0007604324000009

平均組成式(3)において、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示す。Rは炭素数1~4の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。なお、複数のpに対して、繰り返し単位((RSiO)ごとにRが異なっていてもよい。また、複数のqに対して、繰り返し単位(RHSiO)ごとにRが異なっていてもよい。 In the average composition formula (3), R5 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. R5 is preferably a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group. For multiple p's, R5 may be different for each repeating unit (( R5 ) 2SiO ). For multiple q's, R5 may be different for each repeating unit ( R5HSiO ).

平均重合度pは3以上20以下の数であり、qは4以上20以下の数である。平均重合度p及びqが上記範囲内にあることで、末端トリアルキルシロキシ基を架橋点付近に密集させることができる。また、p及びqが上記範囲内にあることで、弾性層に必要な柔軟性を付与することができる。
ここで、平均重合度p及びqは、H-NMRから得られるケイ素原子に結合した水素原子由来のピークの積分値とケイ素原子に結合するアルキル基由来のピークの積分値の積分比と前記GPCから得られる重量平均分子量(Mw)から算出した値とする。
The average degree of polymerization p is a number between 3 and 20, and q is a number between 4 and 20. When the average degrees of polymerization p and q are within the above ranges, the terminal trialkylsiloxy groups can be concentrated near the crosslinking points. In addition, when p and q are within the above ranges, the elastic layer can be given the necessary flexibility.
Here, the average polymerization degrees p and q are values calculated from the integral ratio of the integral value of the peak derived from hydrogen atoms bonded to silicon atoms obtained from 1H -NMR to the integral value of the peak derived from alkyl groups bonded to silicon atoms, and the weight average molecular weight (Mw) obtained from the GPC.

(D)成分であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(A-1)及び(A-2)成分からなるオルガノポリシロキサンとの付加硬化反応に用いられる架橋剤である。例えば、(D)成分としては、以下のようなものを挙げることができる。分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、該共重合体2種以上の混合物、及び該共重合体と分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ポリメチルハイドロジェンシロキサンとの混合物。
(D)成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。そして(D)成分が2種以上のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの混合物で構成される場合において、各々のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、混合物の平均重合度p、qが上記した値となる限りにおいては、いかなるものでも用いることができる。具体的には、例えば、前記分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ポリメチルハイドロジェンシロキサンは、平均組成式(3)中のpが0であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、単独では平均組成式(3)を満たさない。ただし、他の分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体と組み合わせて用いることにより、平均組成式(3)を満たす(D)成分として用いることができる。
The organohydrogenpolysiloxane of component (D) is a crosslinking agent used in the addition curing reaction with the organopolysiloxane consisting of components (A-1) and (A-2). Examples of component (D) include the following: a dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymer capped at both molecular chain terminals with trimethylsiloxy groups, a mixture of two or more of such copolymers, and a mixture of such a copolymer with a polymethylhydrogensiloxane capped at both molecular chain terminals with trimethylsiloxy groups.
The component (D) may be used alone or in combination of two or more. When the component (D) is composed of a mixture of two or more organohydrogenpolysiloxanes, any organohydrogenpolysiloxane may be used as long as the average polymerization degrees p and q of the mixture are as described above. Specifically, for example, the polymethylhydrogensiloxane capped at both ends of the molecular chain with trimethylsiloxy groups is an organohydrogenpolysiloxane in which p in the average composition formula (3) is 0, and does not satisfy the average composition formula (3) by itself. However, by using it in combination with another dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymer capped at both ends of the molecular chain with trimethylsiloxy groups, it can be used as a component (D) that satisfies the average composition formula (3).

(D)成分としては市販品を使用することができる。具体的には、分子鎖両末端トリメチルシリル基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体として、例えば、HMS-151、HMS-301、HMS-501(何れも商品名、Gelest社製)が挙げられる。 Component (D) can be a commercially available product. Specific examples of dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymers with both ends of the molecular chain blocked by trimethylsilyl groups include HMS-151, HMS-301, and HMS-501 (all trade names, manufactured by Gelest).

また、シリコーン組成物における(D)成分の含有量は、(A-1)及び(A-2)成分からなるオルガノポリシロキサンに含まれるケイ素原子に結合したアルケニル基に対する、(D)成分のケイ素原子に結合した水素原子のモル比が1.0以上6.0以下となる量が好ましい。また、前記モル比は、1.0以上5.0以下であることがより好ましい。前記モル比が上記範囲内にあることで、未反応物を抑制し、粘性成分の低減により塑性変形をより抑制することができる。 The content of component (D) in the silicone composition is preferably such that the molar ratio of hydrogen atoms bonded to silicon atoms in component (D) to alkenyl groups bonded to silicon atoms contained in the organopolysiloxane consisting of components (A-1) and (A-2) is 1.0 or more and 6.0 or less. The molar ratio is more preferably 1.0 or more and 5.0 or less. By having the molar ratio within the above range, unreacted materials can be suppressed, and plastic deformation can be further suppressed by reducing viscous components.

[触媒化合物]
触媒化合物は、(A-1)及び(A-2)成分と(D)成分との付加硬化反応を促進するために用いる触媒である。触媒化合物としては、以下のようなものを挙げることができる。白金微粉末、白金黒、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸のオレフィン錯体、白金とアルケニルシロキサンとの錯体等が挙げられる。
触媒化合物は市販品を使用することができ、具体的には、SIP6829.2、SIP6832.2、SIP6830.3、SIP6831.2、SIP6833.2(何れも商品名、Gelest社製)などが挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シロキサン組成物における触媒化合物の含有量としては、硬化反応性の観点から、1質量ppm以上100質量ppm以下となる量が好ましい。
[Catalyst compound]
The catalyst compound is a catalyst used to accelerate the addition curing reaction between components (A-1) and (A-2) and component (D). Examples of the catalyst compound include the following: platinum fine powder, platinum black, chloroplatinic acid, alcohol-modified chloroplatinic acid, olefin complexes of chloroplatinic acid, and complexes of platinum and alkenylsiloxane.
Commercially available catalyst compounds can be used, and specific examples thereof include SIP6829.2, SIP6832.2, SIP6830.3, SIP6831.2, and SIP6833.2 (all trade names, manufactured by Gelest Co., Ltd.). These may be used alone or in combination of two or more.
The content of the catalyst compound in the siloxane composition is preferably an amount of 1 ppm by mass or more and 100 ppm by mass or less, from the viewpoint of curing reactivity.

[その他の成分]
本開示に係るシロキサン組成物は、上記以外にも、上記組成の機能を阻害しない範囲で、必要に応じて補強性付与剤、硬化制御剤、導電剤、可塑剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤等の各種添加剤を含有することができる。
[Other ingredients]
In addition to the above, the siloxane composition according to the present disclosure may contain various additives, such as a reinforcing agent, a cure regulator, a conductive agent, a plasticizer, a vulcanizing agent, a vulcanization aid, a crosslinking aid, an antioxidant, an antiaging agent, and a processing aid, as necessary, to the extent that the functions of the composition are not impaired.

[シロキサン組成物の調製方法]
本開示に係るシロキサン組成物は、上記各成分を公知の混合装置を用いて混合することにより調製することができる。混合装置としては、以下の装置が挙げられる。例えば、単軸押出機、二軸押出機、ニーダーミキサー、2本ロールミル、3本ロールミル、バンバリーミキサー、連続ミキサー、プラネタリーミキサー、3軸ミキサー、自転・公転ミキサーの如き動的混合装置や、スタティックミキサーの如き静的混合装置が挙げられる。
特に、(A-1)成分などのオルガノシロキサンとカーボンブラックの濡れ性が低く、分散が困難な場合には、特開2005-113031号公報に挙げられるような、いわゆる「固練り」による分散手段を用いることが好ましい。「固練り」によれば、分散体の粘度を高くすることで、せん断応力を高め、カーボンブラックの凝集物を解砕することができる。
[Method of Preparing Siloxane Composition]
The siloxane composition according to the present disclosure can be prepared by mixing the above-mentioned components using a known mixing device. Examples of the mixing device include the following devices. For example, dynamic mixing devices such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a kneader mixer, a two-roll mill, a three-roll mill, a Banbury mixer, a continuous mixer, a planetary mixer, a three-screw mixer, and a rotation/revolution mixer, and static mixing devices such as a static mixer can be included.
In particular, when the wettability of the organosiloxane such as component (A-1) with the carbon black is low and dispersion is difficult, it is preferable to use a dispersion method based on so-called "stiff kneading" as described in JP-A No. 2005-113031. "Stiff kneading" increases the viscosity of the dispersion, thereby increasing the shear stress and enabling the carbon black aggregates to be broken down.

<電子写真用部材>
本開示に係る電子写真用部材は、基体と該基体上の弾性層とを有し、該弾性層が、本開示に係るシロキサン組成物の硬化物から形成されている。電子写真用部材としては、電子写真画像形成装置において使用される導電性ローラが代表例として挙げられる。導電性ローラとしては、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等が挙げられる。以下、必要に応じて、本開示に係る電子写真用部材を代表例である現像ローラによって説明するが、本開示はこれに限定されない。
<Electrophotographic Members>
The electrophotographic member according to the present disclosure has a substrate and an elastic layer on the substrate, and the elastic layer is formed from a cured product of the siloxane composition according to the present disclosure. A representative example of the electrophotographic member is a conductive roller used in an electrophotographic image forming apparatus. Examples of the conductive roller include a charging roller, a developing roller, and a transfer roller. Hereinafter, the electrophotographic member according to the present disclosure will be described using a representative example of a developing roller, but the present disclosure is not limited thereto.

本開示の電子写真用部材は、磁性一成分現像剤や非磁性一成分現像剤を用いた非接触型現像装置及び接触型現像装置や、二成分現像剤を用いた現像装置等いずれにも適用することができる。本開示の電子写真用部材の一例として、現像ローラを、図1(a)、(b)に示す。図1(a)に示す電子写真用部材1は、基体2と、その外周に設けられた弾性層3とからなる。電子写真用部材1は、図1(b)に示すように、基体2と弾性層3、さらに必要に応じて表面層4を設けていてもよい。 The electrophotographic member of the present disclosure can be applied to any of non-contact type developing devices and contact type developing devices using a magnetic one-component developer or a non-magnetic one-component developer, and developing devices using a two-component developer. As an example of the electrophotographic member of the present disclosure, a developing roller is shown in Figs. 1(a) and (b). The electrophotographic member 1 shown in Fig. 1(a) is composed of a base body 2 and an elastic layer 3 provided on its outer periphery. As shown in Fig. 1(b), the electrophotographic member 1 may be provided with a base body 2, an elastic layer 3, and, if necessary, a surface layer 4.

〔基体〕
基体2は、特に制限されるものではなく、中空状あるいは中実状のものが使用できる。基体2は、導電性の外表面を有し、その上に設けられる弾性層3を支持する機能を有する。材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケルの如き金属;これらの金属を含むステンレス鋼、ジュラルミン、真鍮、青銅及び快削鋼の如き合金等を挙げることができる。導電性の基体の外表面には、導電性を損なわない範囲で、クロムやニッケルでメッキ処理を施すことができる。さらに、導電性の基体としては、樹脂製の基体の表面を金属で被覆して表面導電性としたものや、導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。導電性の基体2の表面には、その外周面に設けられる弾性層3との接着性を向上させる目的で、適宜公知の接着剤を塗布してもよい。基体2の大きさは特に限定されないが、例えば、外径4mm以上、20mm以下、長さ200mm以上、380mm以下とすることができる。
[Base]
The substrate 2 is not particularly limited, and may be hollow or solid. The substrate 2 has a conductive outer surface and has a function of supporting the elastic layer 3 provided thereon. Examples of the material include metals such as iron, copper, aluminum, and nickel; and alloys containing these metals such as stainless steel, duralumin, brass, bronze, and free-cutting steel. The outer surface of the conductive substrate may be plated with chromium or nickel to the extent that the conductivity is not impaired. Furthermore, as the conductive substrate, a substrate made of a resin whose surface is coated with a metal to make the surface conductive, or a substrate made of a conductive resin composition may also be used. A known adhesive may be applied to the surface of the conductive substrate 2 in order to improve the adhesion with the elastic layer 3 provided on the outer peripheral surface of the conductive substrate. The size of the substrate 2 is not particularly limited, and may be, for example, an outer diameter of 4 mm or more and 20 mm or less and a length of 200 mm or more and 380 mm or less.

〔弾性層〕
上記基体2の外周上に、本開示に係るシロキサン組成物の硬化物からなる弾性層3を形成する。
弾性層は、電子写真用部材に要求される弾性を有しており、基体の外周面上に直接または間接的に設けられてなる。弾性層の硬度としては、例えば、アスカーC硬度で20度以上、80度以下とすることができる。弾性層の厚さとしては、例えば、0.3mm以上、6.0mm以下とすることができる。弾性層の厚さは、断面を光学顕微鏡で観察・測定することにより求めることができる。
基体上に弾性層を形成する方法としては、型成形法、押出成形法、射出成形法、塗工成形法等を挙げることができる。
[Elastic layer]
An elastic layer 3 made of a cured product of the siloxane composition according to the present disclosure is formed on the outer periphery of the substrate 2 .
The elastic layer has the elasticity required for electrophotographic members, and is directly or indirectly provided on the outer peripheral surface of the substrate. The hardness of the elastic layer can be, for example, 20 degrees or more and 80 degrees or less in terms of Asker C hardness. The thickness of the elastic layer can be, for example, 0.3 mm or more and 6.0 mm or less. The thickness of the elastic layer can be determined by observing and measuring the cross section with an optical microscope.
Methods for forming the elastic layer on the substrate include molding, extrusion, injection molding, coating molding, and the like.

〔表面層〕
表面層4の材質としては、以下のものを挙げることができる。スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂の如き熱可塑性樹脂。エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、光硬化性樹脂等。本開示に係る電子写真用部材を現像ローラとして使用する場合は、トナーの摩擦帯電付与能が優れているなどの点から、ポリウレタン樹脂が特に好ましい。これらの樹脂は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
[Surface layer]
Examples of the material of the surface layer 4 include the following: Thermoplastic resins such as styrene resins, vinyl resins, polyethersulfone resins, polycarbonate resins, polyphenylene oxide resins, polyamide resins, fluororesins, cellulose resins, and acrylic resins; epoxy resins, polyester resins, alkyd resins, phenolic resins, melamine resins, benzoguanamine resins, polyurethane resins, urea resins, silicone resins, polyimide resins, photocurable resins, and the like. When the electrophotographic member according to the present disclosure is used as a developing roller, polyurethane resins are particularly preferred because of their excellent ability to provide triboelectric charging to toner. These resins may be used alone or in combination of two or more.

表面粗度が必要な場合は、表面層4中に粗さ制御用微粒子を含有させることができる。粗さ制御用微粒子の体積平均粒径は3μm以上、20μm以下であることが好ましい。また、表面層4中に含有される該微粒子の量は、上記樹脂成分100質量部に対し、1質量部以上50質量部以下であることが好ましい。粗さ制御用微粒子としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の微粒子を用いることができる。 When surface roughness is required, roughness-controlling fine particles can be contained in the surface layer 4. The volume average particle diameter of the roughness-controlling fine particles is preferably 3 μm or more and 20 μm or less. The amount of the fine particles contained in the surface layer 4 is preferably 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of the resin component. As the roughness-controlling fine particles, fine particles of polyurethane resin, polyester resin, polyether resin, polyamide resin, acrylic resin, polycarbonate resin, etc. can be used.

上記各種樹脂に電子導電性物質やイオン導電性物質のような導電性付与剤を配合することにより、表面層4に導電性を付与し、適切な抵抗領域に調整することができる。電子導電性物質としては、以下のものを挙げることができる。ケッチェンブラックEC、アセチレンブラックの如き導電性カーボンブラック;SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MTの如きゴム用カーボンブラック;酸化処理を施したカラー(インク)用カーボンブラック;銅、銀、ゲルマニウムの如き金属及び金属酸化物。これらの中でも、少量で導電性を制御しやすいことから、導電性カーボンブラックが好ましい。表面層4中の導電性カーボンブラックの含有量は、上記樹脂成分に対して3質量%以上、30質量%以下であることが好ましい。これら電子導電性物質は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、イオン導電性物質としては、以下のものを挙げることができる。過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウムの如き無機イオン導電性物質;変性脂肪族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテートの如き有機イオン導電性物質。表面層4中のイオン導電性物質の含有量は、上記樹脂成分に対して0.1質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。これらイオン導電性物質は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
By blending a conductivity imparting agent such as an electronic conductive substance or an ion conductive substance with the various resins, the surface layer 4 can be given conductivity and adjusted to an appropriate resistance range. Examples of electronic conductive substances include the following. Conductive carbon black such as Ketjen Black EC and acetylene black; rubber carbon black such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT; color (ink) carbon black that has been subjected to oxidation treatment; and metals and metal oxides such as copper, silver, and germanium. Among these, conductive carbon black is preferred because it is easy to control the conductivity with a small amount. The content of conductive carbon black in the surface layer 4 is preferably 3% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the resin components. These electronic conductive substances may be used alone or in combination of two or more types.
Examples of the ion conductive substance include the following: inorganic ion conductive substances such as sodium perchlorate, lithium perchlorate, calcium perchlorate, and lithium chloride; and organic ion conductive substances such as modified aliphatic dimethylammonium ethosulfate and stearyl ammonium acetate. The content of the ion conductive substance in the surface layer 4 is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the resin component. These ion conductive substances may be used alone or in combination of two or more kinds.

表面層4は、上記以外にも、機能を阻害しない範囲で、架橋剤、可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤、レベリング剤等を含有することができる。 In addition to the above, the surface layer 4 may contain crosslinking agents, plasticizers, fillers, extenders, vulcanizing agents, vulcanization aids, crosslinking aids, antioxidants, antiaging agents, processing aids, leveling agents, etc., to the extent that the functions are not impaired.

表面層4の厚さは1μm以上、100μm以下が好ましい。表面層の厚さが1μm以上であることにより、磨耗等による劣化を抑制することができる。また、表面層の厚さが100μm以下であることにより、電子写真用部材の表面が高硬度になることを抑制し、トナーの劣化を抑制し、電子写真用部材の表面へのトナー由来の固着を抑制することができる。トナーへのダメージを考慮すると、表面層の厚さは1μm以上、50μm以下であることがより好ましい。 The thickness of the surface layer 4 is preferably 1 μm or more and 100 μm or less. By making the thickness of the surface layer 1 μm or more, deterioration due to wear and tear can be suppressed. Furthermore, by making the thickness of the surface layer 100 μm or less, the surface of the electrophotographic member is prevented from becoming too hard, toner deterioration is suppressed, and toner-derived adhesion to the surface of the electrophotographic member can be suppressed. In consideration of damage to the toner, it is more preferable that the thickness of the surface layer is 1 μm or more and 50 μm or less.

表面層4の形成方法としては特に限定されるものではないが、例えば、表面層4の各成分を溶剤中に分散混合して塗料化し、表面層形成用塗布液を調製する。該表面層形成用塗布液を弾性層3上に塗工し、乾燥固化又は硬化することにより表面層4を形成することが可能である。分散混合には、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミルの如きビーズを利用した公知の分散装置を用いることが好ましい。塗工方法としては、浸漬塗工、リング塗工、スプレー塗工又はロールコート等を採用することができる。 The method for forming the surface layer 4 is not particularly limited, but for example, each component of the surface layer 4 is dispersed and mixed in a solvent to form a paint, and a coating liquid for forming the surface layer is prepared. The coating liquid for forming the surface layer is applied to the elastic layer 3, and then dried and solidified or cured to form the surface layer 4. For dispersion and mixing, it is preferable to use a known dispersion device that uses beads, such as a sand mill, paint shaker, dyno mill, or pearl mill. As a coating method, dip coating, ring coating, spray coating, roll coating, or the like can be adopted.

<プロセスカートリッジ>
本開示に係るプロセスカートリッジは、本開示に係る電子写真用部材を具備し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。本開示に係る電子写真用部材を現像ローラ1として用いた本開示のプロセスカートリッジの一例を図2に示す。図2に示すプロセスカートリッジは、現像ローラ1と現像ブレード9とを備える現像装置10、電子写真感光体5、クリーニングブレード6、廃トナー収容容器13及び帯電ローラ12を有し、これらが一体化されて電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に設けられている。現像装置10は、さらにトナー8が充填されたトナー容器を含む。トナー8は、トナー供給ローラ7によって現像ローラ1の表面に供給され、現像ブレード9によって、現像ローラ1の表面に所定の厚みのトナー8の層が形成される。
本開示のプロセスカートリッジは、上記の他、電子写真感光体5上のトナー像を記録材に転写する転写部材などを上記部材と共に一体的に設けたものであってもよい。また、本開示に係るプロセスカートリッジは、現像装置10のみが着脱可能に構成されていてもよい。
<Process cartridge>
The process cartridge according to the present disclosure includes the electrophotographic member according to the present disclosure and is configured to be detachably attached to the main body of an electrophotographic image forming apparatus. FIG. 2 shows an example of the process cartridge according to the present disclosure using the electrophotographic member according to the present disclosure as a developing roller 1. The process cartridge shown in FIG. 2 includes a developing device 10 including a developing roller 1 and a developing blade 9, an electrophotographic photoreceptor 5, a cleaning blade 6, a waste toner storage container 13, and a charging roller 12, which are integrated and detachably provided in the main body of an electrophotographic image forming apparatus. The developing device 10 further includes a toner container filled with toner 8. The toner 8 is supplied to the surface of the developing roller 1 by a toner supply roller 7, and a layer of the toner 8 having a predetermined thickness is formed on the surface of the developing roller 1 by the developing blade 9.
In addition to the above, the process cartridge according to the present disclosure may be one in which a transfer member for transferring a toner image on the electrophotographic photosensitive member 5 to a recording material and the like are integrally provided together with the above members. Also, the process cartridge according to the present disclosure may be configured so that only the developing device 10 is detachable.

<電子写真画像形成装置>
本開示に係る電子写真画像形成装置は、静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するための現像装置と、該トナー像を転写材に転写するための転写装置と、を有する。そして、該現像装置が、本開示に係る電子写真用部材を有する。
図3は、本開示に係る電子写真用部材を、一成分トナーを用いた接触型現像装置の現像ローラとして搭載した電子写真画像形成装置の一例を示す概略断面図である。この電子写真画像形成装置においては、不図示の回転機構により回転する電子写真感光体5の周囲に、電子写真感光体5の表面を所定の極性・電位に帯電する帯電部材(帯電ローラ)12が配置される。さらに、帯電された電子写真感光体5の表面に画像露光を行って静電潜像を形成する、不図示の画像露光装置が配置される。さらに、電子写真感光体5の周囲には、形成された静電潜像上にトナー8を付着させて現像する本開示に係る現像ローラ1を備える現像装置10が配置される。さらに、紙22にトナー像を転写した後、電子写真感光体5上をクリーニングするクリーニング装置13が設けられる。紙22の搬送経路上には、転写されたトナー像を紙22上に定着させる定着装置15が配置される。
<Electrophotographic Image Forming Apparatus>
The electrophotographic image forming apparatus according to the present disclosure includes an image carrier for carrying an electrostatic latent image, a charging device for primarily charging the image carrier, an exposure device for forming an electrostatic latent image on the primarily charged image carrier, a developing device for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image, and a transfer device for transferring the toner image to a transfer material. The developing device includes the electrophotographic member according to the present disclosure.
3 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electrophotographic image forming apparatus equipped with an electrophotographic member according to the present disclosure as a developing roller of a contact developing device using one-component toner. In this electrophotographic image forming apparatus, a charging member (charging roller) 12 that charges the surface of the electrophotographic photoreceptor 5 to a predetermined polarity and potential is arranged around the electrophotographic photoreceptor 5 rotated by a rotating mechanism (not shown). Furthermore, an image exposure device (not shown) that performs image exposure on the surface of the charged electrophotographic photoreceptor 5 to form an electrostatic latent image is arranged. Furthermore, a developing device 10 including a developing roller 1 according to the present disclosure that develops the formed electrostatic latent image by attaching toner 8 to the electrostatic latent image is arranged around the electrophotographic photoreceptor 5. Furthermore, a cleaning device 13 that cleans the electrophotographic photoreceptor 5 after transferring a toner image to paper 22 is provided. A fixing device 15 that fixes the transferred toner image on the paper 22 is arranged on the transport path of the paper 22.

以下、電子写真画像形成装置のプリント動作を説明する。電子写真感光体5は矢印方向に回転し、該電子写真感光体5を帯電処理するための帯電ローラ12によって一様に帯電される。次いで、露光手段であるレーザー光11により、電子写真感光体5の表面に静電潜像が形成される。該静電潜像に、電子写真感光体5に対して接触配置される現像ローラ1から、トナー供給ローラ7から供給されたトナー8が付与されることにより、該静電潜像がトナー像として可視化される(現像)。現像は、露光部にトナー像を形成する、いわゆる反転現像である。電子写真感光体5上に形成されたトナー像は、転写部材である転写ローラ17によって記録媒体である紙22に転写される。なお、転写ローラ17には、バイアス電源18から電圧が印加されている。紙22は、給紙ローラ23及び吸着ローラ24を経て装置内に給紙され、エンドレスベルト状の転写搬送ベルト20によって、電子写真感光体5と転写ローラ17の間に搬送される。転写搬送ベルト20は、従動ローラ21、駆動ローラ16及びテンションローラ19によって稼働している。トナー像が転写された紙22は、剥離装置14によって転写搬送ベルト20から剥離され、定着装置15に送られる。そして、定着装置15により定着処理された後、装置外に排紙されて、プリント動作が終了する。一方、転写されずに電子写真感光体5上に残存した転写残トナーは、電子写真感光体表面をクリーニングするためのクリーニング部材であるクリーニングブレード6により掻き取られ、廃トナー収容容器13に収納される。クリーニングされた電子写真感光体5は、以上のプリント動作を繰り返し行う。 The printing operation of the electrophotographic image forming apparatus will be described below. The electrophotographic photoreceptor 5 rotates in the direction of the arrow and is uniformly charged by the charging roller 12 for charging the electrophotographic photoreceptor 5. Next, an electrostatic latent image is formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor 5 by the laser light 11, which is an exposure means. The electrostatic latent image is visualized as a toner image (developed) by the toner 8 supplied from the toner supply roller 7 from the developing roller 1 arranged in contact with the electrophotographic photoreceptor 5. The development is a so-called reversal development in which a toner image is formed in the exposed area. The toner image formed on the electrophotographic photoreceptor 5 is transferred to the recording medium, paper 22, by the transfer roller 17, which is a transfer member. Note that a voltage is applied to the transfer roller 17 from the bias power source 18. The paper 22 is fed into the apparatus via the paper feed roller 23 and the adsorption roller 24, and is transported between the electrophotographic photoreceptor 5 and the transfer roller 17 by the endless belt-like transfer transport belt 20. The transfer and transport belt 20 is operated by a driven roller 21, a drive roller 16, and a tension roller 19. The paper 22 onto which the toner image has been transferred is peeled off from the transfer and transport belt 20 by a peeling device 14 and sent to a fixing device 15. After being fixed by the fixing device 15, the paper is discharged outside the device, and the printing operation is completed. Meanwhile, residual toner that has not been transferred and remains on the electrophotographic photoreceptor 5 is scraped off by a cleaning blade 6, which is a cleaning member for cleaning the surface of the electrophotographic photoreceptor, and stored in a waste toner storage container 13. The cleaned electrophotographic photoreceptor 5 repeats the above printing operation.

以下に、具体的な製造例、実施例及び比較例により、本開示を説明するが、本開示はこれらに限定されるものではない。 The present disclosure will be explained below using specific manufacturing examples, examples, and comparative examples, but the present disclosure is not limited to these.

<カーボンブラック>
カーボンブラックとして、表1に示す市販のカーボンブラックを使用した。JIS K6217-7:2013に準じて測定した比表面積を表1に示す。
<Carbon black>
As the carbon black, commercially available carbon black shown in Table 1 was used. The specific surface area measured in accordance with JIS K6217-7:2013 is shown in Table 1.

Figure 0007604324000010
Figure 0007604324000010

<実施例1に係るシロキサン組成物1の製造例>
表2に示す原料をプラネタリーミキサー(製品名:PLM-2、井上製作所社製)に投入し、回転数:自転60rpm/公転19rpmで1時間分散し、シロキサン-カーボンブラック分散中間体を調製した。その後、表2に示す(A-1)成分をさらに60質量部(合計で100質量部)添加し、2時間分散し、シロキサン-カーボンブラック分散体を得た。
<Production Example of Siloxane Composition 1 According to Example 1>
The raw materials shown in Table 2 were charged into a planetary mixer (product name: PLM-2, manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) and dispersed for 1 hour at a rotation speed of 60 rpm/revolution of 19 rpm to prepare a siloxane-carbon black dispersion intermediate. Thereafter, an additional 60 parts by mass (total of 100 parts by mass) of component (A-1) shown in Table 2 was added and dispersed for 2 hours to obtain a siloxane-carbon black dispersion.

Figure 0007604324000011
Figure 0007604324000011

シロキサン-カーボンブラック分散体と表3に示す原料を自転・公転ミキサー(製品名:ARE-500、シンキー社製)に投入し、回転数2000rpmで3分間分散し、シロキサン組成物1を製造した。
なお、(A-1)、(A-2)及び(D)成分の平均重合度はそれぞれ、m=1700、n=370、о=20、p=20、q=10であった。
The siloxane-carbon black dispersion and the raw materials shown in Table 3 were charged into a planetary centrifugal mixer (product name: ARE-500, manufactured by Thinky Corporation) and dispersed at a rotation speed of 2000 rpm for 3 minutes to produce Siloxane Composition 1.
The average degrees of polymerization of the components (A-1), (A-2) and (D) were m=1700, n=370, o=20, p=20 and q=10, respectively.

Figure 0007604324000012
Figure 0007604324000012

<実施例2~19、比較例1~18に係るシロキサン組成物2~37の製造例>
<シロキサン組成物2~18、20~36の製造例>
(A-1)、(A-2)、(B)並びに(C)成分の種類及び添加量を、それぞれ表4-1、4-2に示すとおりに変更した以外は、シロキサン組成物1と同様の方法でシロキサン組成物2~18、20~36を製造した。
<Production Examples of Siloxane Compositions 2 to 37 According to Examples 2 to 19 and Comparative Examples 1 to 18>
<Production Examples of Siloxane Compositions 2 to 18 and 20 to 36>
Siloxane Compositions 2 to 18 and 20 to 36 were produced in the same manner as Siloxane Composition 1, except that the types and amounts of Components (A-1), (A-2), (B), and (C) were changed as shown in Tables 4-1 and 4-2, respectively.

Figure 0007604324000013
Figure 0007604324000013

Figure 0007604324000014
Figure 0007604324000014

<シロキサン組成物19の製造例>
(A-1)成分として、表5に示す2種類のオルガノポリシロキサンを用いた以外は、シロキサン組成物1と同様の方法でシロキサン組成物19を製造した。なお、(A-1)成分の平均重合度mは1100であった。
<Production Example of Siloxane Composition 19>
Siloxane composition 19 was produced in the same manner as siloxane composition 1, except that the two types of organopolysiloxane shown in Table 5 were used as component (A-1). The average degree of polymerization m of component (A-1) was 1,100.

Figure 0007604324000015
Figure 0007604324000015

<シロキサン組成物37の製造例>
表6に示す原料を自転・公転ミキサー(製品名:ARE-500、シンキー社製)に投入し、回転数2000rpmで3分間分散し、シロキサン組成物37を製造した。なお、(A-1)成分の平均重合度mは1200であった。また、(A-2)及び(D)成分の平均重合度はそれぞれ、n=370、о=20、p=7、q=7であった。
<Production Example of Siloxane Composition 37>
The raw materials shown in Table 6 were charged into a planetary centrifugal mixer (product name: ARE-500, manufactured by Thinky Corporation) and dispersed at 2000 rpm for 3 minutes to produce Siloxane Composition 37. The average degree of polymerization m of component (A-1) was 1200. The average degrees of polymerization of components (A-2) and (D) were n = 370, o = 20, p = 7, and q = 7, respectively.

Figure 0007604324000016
Figure 0007604324000016

〔実施例1〕
<電子写真用部材1の製造>
[基体の準備]
外径6mm、長さ250mmのSUS304製の基体に、プライマー(商品名:DY39-051、デュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル社製)100質量部と添加剤(商品名:VDT-431、GELEST社製)5質量部を混合したプライマー塗料を塗布し、170℃で20分間焼き付けしたものを準備した。
Example 1
<Production of Electrophotographic Member 1>
[Preparation of the substrate]
A SUS304 substrate having an outer diameter of 6 mm and a length of 250 mm was coated with a primer paint prepared by mixing 100 parts by mass of a primer (product name: DY39-051, manufactured by DuPont-Toray Specialty Materials Co., Ltd.) and 5 parts by mass of an additive (product name: VDT-431, manufactured by GELEST Co., Ltd.), and baked at 170°C for 20 minutes to prepare a substrate.

[弾性層の形成]
準備した基体を内径12mmの円筒状金型内に同心となるように設置した。上記で得たシロキサン組成物1を金型内に注入した。115℃で5分加熱成型した後、金型を50℃まで冷却し、基体と一体となった弾性層を金型から取り出した。これにより、基体の外周に直径12mmの弾性層を設けた。
[Formation of Elastic Layer]
The prepared substrate was placed concentrically in a cylindrical mold having an inner diameter of 12 mm. The siloxane composition 1 obtained above was poured into the mold. After heating and molding at 115°C for 5 minutes, the mold was cooled to 50°C, and the elastic layer integrated with the substrate was removed from the mold. As a result, an elastic layer having a diameter of 12 mm was provided on the outer periphery of the substrate.

〔表面電位の測定〕
弾性層を設けた部材の表面電位の測定には、誘電緩和解析装置(商品名:DRA-2000L、Quality Engineering Associates,Inc.製)を用いた。この装置は、スキャナと、非接触の静電電位計等から構成されており、コロナ荷電器と静電プローブを内蔵したキャリッジを軸方向へ走査することにより、弾性層を設けた部材表面の任意の位置における表面電位を測定できる。ここで測定される表面電位とは、荷電器による荷電後、荷電器の進行方向に対して後方に位置するプローブによって測定される部材表面の残留電位を指す。測定は、表面層の長手方向へ1mm間隔に240点、周方向へ10°間隔に36点の合計8640点について行った。表面層とプローブの距離は0.76mm、キャリッジの走査速度は400mm/秒、コロナ荷電器への印加電圧は6kVとした。前記8640点の相加平均値を表面電位とした。得られた評価結果を表11に示す。
[Measurement of surface potential]
A dielectric relaxation analyzer (trade name: DRA-2000L, manufactured by Quality Engineering Associates, Inc.) was used to measure the surface potential of the member provided with the elastic layer. This device is composed of a scanner, a non-contact electrostatic potential meter, etc., and can measure the surface potential at any position on the surface of the member provided with the elastic layer by scanning a carriage containing a corona charger and an electrostatic probe in the axial direction. The surface potential measured here refers to the residual potential of the surface of the member measured by a probe located behind the charger in the direction of travel after charging with the charger. The measurement was performed at 240 points at 1 mm intervals in the longitudinal direction of the surface layer and 36 points at 10° intervals in the circumferential direction, for a total of 8640 points. The distance between the surface layer and the probe was 0.76 mm, the carriage scanning speed was 400 mm/sec, and the voltage applied to the corona charger was 6 kV. The arithmetic mean value of the 8640 points was taken as the surface potential. The evaluation results obtained are shown in Table 11.

[表面層の形成]
(表面層原料の合成)
(ポリウレタンポリオールの合成)
ポリテトラメチレングリコール(商品名:PTG1000SN、保土谷化学工業社製)100.0質量部に、イソシアネート化合物(商品名:コスモネートMDI、三井化学社製)28.2質量部をメチルエチルケトン(MEK)溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下、温度80℃にて3時間反応させて、重量平均分子量Mw=9000、水酸基価22のポリウレタンポリオールを得た。
[Formation of surface layer]
(Synthesis of Surface Layer Raw Materials)
(Synthesis of Polyurethane Polyol)
100.0 parts by mass of polytetramethylene glycol (trade name: PTG1000SN, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) was mixed in stages with 28.2 parts by mass of an isocyanate compound (trade name: Cosmonate MDI, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) in a methyl ethyl ketone (MEK) solvent, and the mixture was allowed to react for 3 hours at a temperature of 80° C. under a nitrogen atmosphere, to obtain a polyurethane polyol having a weight average molecular weight Mw=9000 and a hydroxyl value of 22.

(イソシアネート基末端プレポリマーの合成)
窒素雰囲気下、反応容器中でpure-MDI(商品名:ミリオネートMT、日本ポリウレタン工業社製)73.5質量部に対し、ポリプロピレングリコール系ポリオール(商品名:サンニックスPP-1000、三洋化成工業社製)100.0質量部を、反応容器内の温度を65℃に保持しつつ、徐々に滴下した。滴下終了後、温度65℃で2.5時間反応させた。得られた反応混合物を室温まで冷却し、イソシアネート基含有量5.1質量%のイソシアネート基末端プレポリマーを得た。
(Synthesis of isocyanate-terminated prepolymer)
Under a nitrogen atmosphere, 100.0 parts by mass of polypropylene glycol-based polyol (product name: Sannix PP-1000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) was gradually added dropwise to 73.5 parts by mass of pure-MDI (product name: Millionate MT, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) in a reaction vessel while maintaining the temperature inside the reaction vessel at 65° C. After completion of the dropwise addition, the mixture was reacted at a temperature of 65° C. for 2.5 hours. The resulting reaction mixture was cooled to room temperature to obtain an isocyanate-terminated prepolymer having an isocyanate group content of 5.1% by mass.

(表面層の形成)
表面層の材料として、表7に示す材料を混合し、撹拌した。
(Formation of surface layer)
As the material for the surface layer, the materials shown in Table 7 were mixed and stirred.

Figure 0007604324000017
Figure 0007604324000017

次に、総固形分比が30質量%となるようにメチルエチルケトンを加えた後、サンドミルにて混合した。次いで、さらに、メチルエチルケトンで粘度10~12cps(mPa・s)に調整して、表面層形成用塗料を調製した。
前記基体の外周に設けられた弾性層を該表面層形成用塗料に浸漬して、弾性層の表面に当該塗料の塗膜を形成し、乾燥させた。さらに、温度150℃にて1時間加熱処理することにより、弾性層の外周に膜厚約15μmの表面層を設け、実施例1に係る電子写真用部材1を作製した。
Next, methyl ethyl ketone was added so that the total solid content ratio was 30 mass %, and then mixed with a sand mill. Next, the viscosity was further adjusted to 10 to 12 cps (mPa·s) with methyl ethyl ketone to prepare a coating material for forming a surface layer.
The elastic layer provided on the outer periphery of the substrate was immersed in the coating material for forming the surface layer, a coating film of the coating material was formed on the surface of the elastic layer, and the coating film was dried. Further, a heat treatment was performed at a temperature of 150° C. for 1 hour to provide a surface layer with a thickness of about 15 μm on the outer periphery of the elastic layer, thereby producing an electrophotographic member 1 according to Example 1.

〔評価1:電気抵抗率の測定〕
得られた電子写真用部材1を温度23℃、湿度55%RHの環境下に24時間放置し、電気抵抗率を以下に示す測定方法により求めた。
電子写真用部材の電気抵抗測定器の概略構成図を図4に示す。電子写真用部材1の基体2の両端部に、4.9Nの加重Fを印加し、電子写真用部材1を外径30mmの金属ドラム25に押し当てた。そして、金属ドラム25のローラ回転数1rpsにて電子写真用部材1を従動回転させながら、電源26により50Vの電圧を電子写真用部材1に印加した。このとき電圧計27に示される、内部抵抗28(1kΩ)にかかる電圧を30秒間で3000点記録し、その相加平均値を求めた。得られた値より、オームの法則に則して電子写真用部材1の電気抵抗率を求めた。得られた評価結果を表11に示す。
[Evaluation 1: Measurement of electrical resistivity]
The electrophotographic member 1 thus obtained was left to stand for 24 hours in an environment of a temperature of 23° C. and a humidity of 55% RH, and the electrical resistivity was determined by the measurement method described below.
A schematic diagram of the electrical resistance measuring device for electrophotographic members is shown in FIG. 4. A load F of 4.9 N was applied to both ends of the substrate 2 of the electrophotographic member 1, and the electrophotographic member 1 was pressed against a metal drum 25 having an outer diameter of 30 mm. Then, while the electrophotographic member 1 was rotated by the roller of the metal drum 25 at a rotation speed of 1 rps, a voltage of 50 V was applied to the electrophotographic member 1 by a power source 26. At this time, the voltage applied to the internal resistance 28 (1 kΩ) shown by the voltmeter 27 was recorded at 3000 points for 30 seconds, and the arithmetic mean value was calculated. From the obtained value, the electrical resistivity of the electrophotographic member 1 was calculated according to Ohm's law. The obtained evaluation results are shown in Table 11.

〔評価2:濃淡ムラの評価〕
以下の方法にて濃淡ムラの評価を行った。
図2に示すプロセスカートリッジ(商品名:EP-85トナーカートリッジ(ブラック)、キヤノン社製)を用意した。このプロセスカートリッジに、現像ローラとして実施例1に係る電子写真用部材1を装填し、温度10℃、湿度10%RHの環境下に24時間以上放置した。同環境下において、図3に示す構成を有する電子写真画像形成装置(商品名:LBP5500、キヤノン社製)に、エージングが終了したプロセスカートリッジを組み込んだ。その後、厚口用紙(商品名:CS-814 A4、キヤノン社製)に、平均画像濃度0.6の均一なハーフトーン画像を10枚印刷した。
ここで、平均画像濃度は、以下のように求めた。
得られた画像について、左上から順に5cm×5cmの領域に分割し、各領域の中心における濃度を、反射濃度計(商品名:X-Rite504、X-Rite社製)で測定した。なお、画像右側及び下側で5cmに満たない部分については測定しなかった。各領域における測定値を相加平均して得られた値をその画像の平均画像濃度とした。
この評価用画像において、10枚目のハーフトーン画像について、以下の表8に記載の基準により濃淡ムラの評価を行った。得られた評価結果を、表11に示す。
[Evaluation 2: Evaluation of unevenness in shading]
The unevenness in shading was evaluated by the following method.
A process cartridge shown in FIG. 2 (product name: EP-85 toner cartridge (black), manufactured by Canon Inc.) was prepared. In this process cartridge, the electrophotographic member 1 according to Example 1 was loaded as a developing roller, and the process cartridge was left for 24 hours or more in an environment of a temperature of 10° C. and a humidity of 10% RH. In the same environment, the process cartridge after aging was incorporated into an electrophotographic image forming apparatus (product name: LBP5500, manufactured by Canon Inc.) having a configuration shown in FIG. 3. Thereafter, 10 sheets of a uniform halftone image with an average image density of 0.6 were printed on thick paper (product name: CS-814 A4, manufactured by Canon Inc.).
Here, the average image density was determined as follows.
The obtained image was divided into 5 cm x 5 cm regions starting from the top left, and the density at the center of each region was measured using a reflection densitometer (product name: X-Rite 504, manufactured by X-Rite Corporation). Note that no measurement was made for the right and bottom parts of the image that were less than 5 cm in size. The value obtained by arithmetically averaging the measurements in each region was regarded as the average image density of the image.
In the evaluation images, the halftone image on the tenth sheet was evaluated for unevenness in shading according to the criteria shown in Table 8. The evaluation results are shown in Table 11.

Figure 0007604324000018
Figure 0007604324000018

〔評価3:リークの評価〕
上述した濃淡ムラの評価で得られた計10枚のハーフトーン画像について、以下の表9に記載の基準により、目視にてリークの評価を行った。得られた評価結果を、表11に示す。
[Evaluation 3: Leak evaluation]
A total of 10 halftone images obtained in the evaluation of the above-mentioned unevenness in shading were visually evaluated for leakage according to the criteria shown in the following Table 9. The obtained evaluation results are shown in Table 11.

Figure 0007604324000019
Figure 0007604324000019

〔評価4:変形量の測定及び横スジの評価〕
上述のプロセスカートリッジの現像容器に、現像ローラとして電子写真用部材1を装着し、電子写真用部材1とトナー量規制部材とを当接した状態で、40℃、相対湿度95%RHの環境下に1ヶ月間静置した。なお、電子写真用部材1とトナー量規制部材との当接圧力は0.6N/cmに調整し、Cセットに対して厳しい設定に変更した。その後、23℃、相対湿度55%RHの環境下に2時間静置した。これを前記電子写真画像形成装置中に装填してハーフトーン画像を出力し、以下の表10に記載の基準により、目視にて横スジの評価を行った。また、評価を行ったプロセスカートリッジから電子写真用部材1を取り出し、23℃、相対湿度55%RHの環境下に2時間静置した後、電子写真用部材1表面の変形量(μm)を測定した。なお、電子写真用部材1表面の変形量は、レーザ変位センサ(商品名:LT-9500V、キーエンス社製)を用いて測定した。エアーブローでトナーを除去した電子写真用部材1の表面に対して、垂直方向にレーザ変位センサを設置し、電子写真用部材1を任意の回転数で回転駆動して電子写真用部材1表面の周方向の変位を読み取り、変形量を測定した。長手方向に43mmピッチで5点測定を行い、5点の平均値を変形量とした。得られた評価結果を、表11に示す。
[Evaluation 4: Measurement of deformation amount and evaluation of horizontal streaks]
The electrophotographic member 1 was attached as a developing roller to the developing container of the above-mentioned process cartridge, and the electrophotographic member 1 and the toner amount regulating member were left standing for one month in an environment of 40 ° C. and relative humidity 95% RH in a state where they were in contact with each other. The contact pressure between the electrophotographic member 1 and the toner amount regulating member was adjusted to 0.6 N / cm, which was changed to a stricter setting for the C set. Thereafter, the electrophotographic member 1 was left standing for two hours in an environment of 23 ° C. and relative humidity 55% RH. This was loaded into the electrophotographic image forming apparatus, a halftone image was output, and horizontal streaks were visually evaluated according to the criteria described in Table 10 below. In addition, the electrophotographic member 1 was taken out from the process cartridge that was evaluated, and after leaving it standing for two hours in an environment of 23 ° C. and relative humidity 55% RH, the deformation amount (μm) of the surface of the electrophotographic member 1 was measured. The deformation amount of the surface of the electrophotographic member 1 was measured using a laser displacement sensor (product name: LT-9500V, manufactured by Keyence Corporation). A laser displacement sensor was placed perpendicular to the surface of the electrophotographic member 1 from which the toner had been removed by air blowing, and the electrophotographic member 1 was rotated at an arbitrary rotation speed to read the circumferential displacement of the surface of the electrophotographic member 1 and measure the amount of deformation. Measurements were performed at five points at 43 mm pitch in the longitudinal direction, and the average value of the five points was taken as the amount of deformation. The obtained evaluation results are shown in Table 11.

Figure 0007604324000020
Figure 0007604324000020

〔実施例2~19、比較例1~18〕
シロキサン組成物1をシロキサン組成物2~37に変更した以外は、実施例1と同様の方法で実施例2~19、比較例1~18に係る電子写真用部材2~19及びC1~C18を作製した。
得られた電子写真用部材2~19、C1~C18について、実施例1と同様にして電気抵抗率、リーク画像、表面電位、濃淡ムラ画像、変形量及び横スジ画像の測定・評価を行った。測定・評価結果を表11に示す。
[Examples 2 to 19, Comparative Examples 1 to 18]
Except for changing the siloxane composition 1 to siloxane compositions 2 to 37, electrophotographic members 2 to 19 and C1 to C18 according to Examples 2 to 19 and Comparative Examples 1 to 18 were produced in the same manner as in Example 1.
For the obtained electrophotographic members 2 to 19 and C1 to C18, the electrical resistivity, the leak image, the surface potential, the shading unevenness image, the deformation amount, and the horizontal stripe image were measured and evaluated in the same manner as in Example 1. The measurement and evaluation results are shown in Table 11.

Figure 0007604324000021
Figure 0007604324000021

実施例1~19で使用したシロキサン組成物は、第1、第2のカーボンブラックの比表面積がそれぞれ60m/g以上100m/g以下、12m/g以上30m/g以下の範囲内である。また、(A-2)成分の平均重合度оは10以上45以下の数であり、n+оは300以上500以下の数であるため、シロキサン-カーボンブラック間の間隙を埋めやすく、Cセットが抑制され、良好な結果が得られた。 In the siloxane compositions used in Examples 1 to 19, the specific surface areas of the first and second carbon blacks were within the ranges of 60 m 2 /g to 100 m 2 /g and 12 m 2 /g to 30 m 2 /g, respectively. In addition, the average degree of polymerization o of component (A-2) was a number between 10 and 45, and n+o was a number between 300 and 500, which made it easy to fill the gap between the siloxane and the carbon black, suppressed C-set, and produced favorable results.

特に、実施例1で用いたシロキサン組成物1は、比表面積が20~30m/gの範囲内である第2のカーボンブラックを配合している。このため、比表面積がその範囲外である第2のカーボンブラックを含むシロキサン組成物を用いた実施例8や15よりも、シロキサン-カーボンブラック間の間隙を埋めやすい傾向にあり、Cセットの抑制に優れている。
なお、実施例1で用いたシロキサン組成物1には、第2のカーボンブラックが11~15質量%の範囲内で配合されている。このため、第2のカーボンブラックの含有量がその範囲外であるシロキサン組成物を用いた実施例2、16~18よりも、シロキサン-カーボンブラック間の間隙の数を抑制できるため、Cセットの抑制に優れている。
また、実施例1で用いたシロキサン組成物1は、(A-2)成分の平均重合度оが15以上25以下の数である。このため、(A-2)成分の平均重合度оがその範囲外であるシロキサン組成物14を用いた実施例14よりも、未反応の官能基が抑制できるため、Cセットの抑制に優れている。
また、実施例1で用いたシロキサン組成物1は、C2/C1が5.0~10.0の範囲内である。このため、C2/C1がその範囲外であるシロキサン組成物を用いた実施例3、5よりも、電気特性のバランスが良く、表面電位、濃淡ムラの評価結果が優れている。
また、実施例1で用いたシロキサン組成物1は、カーボンブラックの総量が10~20質量%の範囲内となるように配合されている。このため、カーボンブラックの総量がその範囲外であるシロキサン組成物を用いた実施例2、18よりも、ゴム弾性を低下させるフィラー成分となるカーボンブラック量が少なく、Cセットの抑制に優れている。
そして、実施例1で用いたシロキサン組成物1に含まれる(A-1)成分はRがメチル基である。このため、Rがメチル基でない(A-1)成分を含むシロキサン組成物19を用いた実施例19よりも、分子の立体障害を抑制でき、末端トリアルキルシロキシ基がカーボンブラック表面と疎水性相互作用を生じやすくなっている。そのため、Cセットの抑制に優れている。
In particular, the siloxane composition 1 used in Example 1 contains a second carbon black having a specific surface area within the range of 20 to 30 m2 /g, which tends to fill the gap between the siloxane and the carbon black more easily than Examples 8 and 15, which use siloxane compositions containing a second carbon black having a specific surface area outside that range, and is therefore superior in suppressing C-set.
The siloxane composition 1 used in Example 1 contains the second carbon black in an amount ranging from 11 to 15% by mass. This allows the number of gaps between the siloxane and the carbon black to be reduced, and is therefore superior in suppressing C-set, compared to Examples 2 and 16 to 18, which use siloxane compositions with a second carbon black content outside that range.
In addition, the siloxane composition 1 used in Example 1 has an average degree of polymerization o of the component (A-2) of 15 or more and 25 or less. Therefore, unreacted functional groups can be suppressed more effectively than in Example 14, which uses the siloxane composition 14 in which the average degree of polymerization o of the component (A-2) is outside that range, and therefore the suppression of the C set is superior.
In addition, the siloxane composition 1 used in Example 1 has a C2/C1 ratio in the range of 5.0 to 10.0. Therefore, the electrical properties are better balanced and the evaluation results of the surface potential and the unevenness in shading are superior to those of Examples 3 and 5, which used siloxane compositions with a C2/C1 ratio outside that range.
The siloxane composition 1 used in Example 1 was formulated so that the total amount of carbon black was within the range of 10 to 20 mass %. Therefore, the amount of carbon black, which acts as a filler component that reduces rubber elasticity, was smaller than in Examples 2 and 18, which used siloxane compositions with total amounts of carbon black outside that range, and this composition was superior in suppressing C-set.
In addition, in the (A-1) component contained in the siloxane composition 1 used in Example 1, R 1 is a methyl group. Therefore, steric hindrance of the molecule can be suppressed more effectively than in Example 19, which used the siloxane composition 19 containing the (A-1) component in which R 1 is not a methyl group, and the terminal trialkylsiloxy group is more likely to generate hydrophobic interactions with the carbon black surface. Therefore, the suppression of C set is excellent.

一方で、比較例1~3で用いたシロキサン組成物は、平均重合度n、оが本開示の範囲外であるため、末端トリアルキルシロキシ基の量が適切ではなく、Cセットに起因する横スジの発生が確認された。
また、比較例4~6で用いたシロキサン組成物は、(A-2)成分の含有量が本開示の範囲外であるため、末端トリアルキルシロキシ基による間隙の低減効果が弱い。その結果、Cセットに起因する横スジの発生が確認された。
また、比較例7~15で用いたシロキサン組成物は、カーボンブラックの比表面積や含有量が本開示の範囲外であり適正ではない。そのため、電気特性とCセットの抑制のバランスが悪くなり、リーク、濃淡ムラ、横スジのいずれかの評価が劣っていた。
また、比較例16、17で用いたシロキサン組成物は、(A-1)成分の平均重合度mが本開示の範囲外である。そのため、ゴムの柔軟性及び分子の絡み合いが適切ではなく、Cセットに起因する横スジの発生が確認された。
さらに、比較例18で用いたシロキサン組成物は、カーボンブラックの含有量が本開示の範囲外である。そのため、Cセットに起因する横スジの発生が確認された。
On the other hand, the siloxane compositions used in Comparative Examples 1 to 3 had average degrees of polymerization n and o outside the range of the present disclosure, and therefore the amount of terminal trialkylsiloxy groups was inappropriate, and the occurrence of horizontal streaks due to the C set was confirmed.
In addition, the siloxane compositions used in Comparative Examples 4 to 6 had a content of component (A-2) outside the range of the present disclosure, and therefore the effect of reducing gaps due to the terminal trialkylsiloxy group was weak. As a result, the occurrence of horizontal streaks due to the C set was confirmed.
In addition, the siloxane compositions used in Comparative Examples 7 to 15 had carbon black specific surface areas and carbon black content outside the ranges of the present disclosure, which were inappropriate, resulting in poor balance between electrical properties and suppression of C-set, and poor evaluations of leakage, uneven shading, and horizontal streaks.
In addition, the average degree of polymerization m of the component (A-1) in the siloxane compositions used in Comparative Examples 16 and 17 was outside the range of the present disclosure, and therefore the flexibility of the rubber and the entanglement of the molecules were not adequate, and the occurrence of horizontal streaks due to the C set was confirmed.
Furthermore, the siloxane composition used in Comparative Example 18 had a carbon black content outside the range of the present disclosure. Therefore, the occurrence of horizontal streaks due to the C set was confirmed.

1:現像ローラ
2:基体
3:弾性層
1: developing roller 2: substrate 3: elastic layer

Claims (11)

下記成分(A)~(D)を含むシロキサン組成物であって:
(A)下記(A-1)成分及び(A-2)成分からなるオルガノポリシロキサン、
(A-1)下記平均組成式(1)で表されるオルガノポリシロキサン
Figure 0007604324000022
(平均組成式(1)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、Rはそれぞれ独立に炭素数2~8のアルケニル基を示し、mは1000以上2000以下の数である。)
(A-2)下記平均組成式(2)で表されるオルガノポリシロキサン
Figure 0007604324000023
(平均組成式(2)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、Rは繰り返し単位ごとに独立に炭素数2~8のアルケニル基を示し、оは10以上45以下の数であり、n+оは300以上500以下の数である。)
(B)比表面積が60m/g以上100m/g以下である第1のカーボンブラック、
(C)比表面積が12m/g以上30m/g以下である第2のカーボンブラック、
(D)下記平均組成式(3)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
Figure 0007604324000024
(平均組成式(3)中、Rはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基を示し、pは3以上20以下の数であり、qは4以上20以下の数である。)、
該(A)成分における該(A-2)成分の比率が0.1質量%以上5.0質量%以下であり、
該第1のカーボンブラックの含有量C1に対する該第2のカーボンブラックの含有量C2の比率(C2/C1)が2.0以上25.0以下であり、
該シロキサン組成物に対する該第1のカーボンブラック及び該第2のカーボンブラックの総量が10質量%以上30質量%以下である、ことを特徴とするシロキサン組成物。
A siloxane composition comprising the following components (A) to (D):
(A) an organopolysiloxane consisting of the following components (A-1) and (A-2):
(A-1) Organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1):
Figure 0007604324000022
(In the average composition formula (1), R1 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R2 each independently represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, and m is a number of 1,000 or more and 2,000 or less.)
(A-2) Organopolysiloxane represented by the following average composition formula (2):
Figure 0007604324000023
(In the average composition formula (2), R3 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R4 independently represents an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms for each repeating unit, o is a number from 10 to 45, and n+o is a number from 300 to 500.)
(B) a first carbon black having a specific surface area of 60 m 2 /g or more and 100 m 2 /g or less;
(C) a second carbon black having a specific surface area of 12 m 2 /g or more and 30 m 2 /g or less;
(D) Organohydrogenpolysiloxane represented by the following average composition formula (3):
Figure 0007604324000024
(In the average composition formula (3), R5 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, p is a number of 3 or more and 20 or less, and q is a number of 4 or more and 20 or less.)
The ratio of the component (A-2) in the component (A) is 0.1% by mass or more and 5.0% by mass or less,
a ratio (C2/C1) of the content C2 of the second carbon black to the content C1 of the first carbon black is 2.0 or more and 25.0 or less;
a total amount of the first carbon black and the second carbon black relative to the siloxane composition is 10% by mass or more and 30% by mass or less.
前記第2のカーボンブラックの比表面積が20m/g以上30m/g以下である請求項1に記載のシロキサン組成物。 2. The siloxane composition according to claim 1, wherein the second carbon black has a specific surface area of 20 m 2 /g or more and 30 m 2 /g or less. 前記平均組成式(2)において、оが15以上25以下の数である請求項1または2に記載のシロキサン組成物。 The siloxane composition according to claim 1 or 2, wherein in the average composition formula (2), o is a number between 15 and 25. 前記C2/C1が5.0以上10.0以下である請求項1~3のいずれか一項に記載のシロキサン組成物。 The siloxane composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the C2/C1 is 5.0 or more and 10.0 or less. 前記シロキサン組成物に対する前記第1のカーボンブラック及び前記第2のカーボンブラックの総量が10質量%以上20質量%以下である請求項1~4のいずれか一項に記載のシロキサン組成物。 The siloxane composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the total amount of the first carbon black and the second carbon black relative to the siloxane composition is 10% by mass or more and 20% by mass or less. 前記シロキサン組成物に対する前記第2のカーボンブラックの含有量が、11質量%以上15質量%以下である請求項1~5のいずれか一項に記載のシロキサン組成物。 The siloxane composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the second carbon black in the siloxane composition is 11% by mass or more and 15% by mass or less. 前記平均組成式(1)において、Rがメチル基である請求項1~6のいずれか一項に記載のシロキサン組成物。 The siloxane composition according to any one of claims 1 to 6, wherein in the average composition formula (1), R 1 is a methyl group. 基体と該基体上の弾性層とを有する電子写真用部材であって、該弾性層が、請求項1~7のいずれか一項に記載のシロキサン組成物の硬化物であることを特徴とする電子写真用部材。 An electrophotographic member having a substrate and an elastic layer on the substrate, the elastic layer being a cured product of the siloxane composition according to any one of claims 1 to 7. 基体と該基体上の弾性層とを有する電子写真用部材の製造方法であって、請求項1~7のいずれか一項に記載のシロキサン組成物の層を硬化させて該弾性層を形成する工程を有することを特徴とする電子写真用部材の製造方法。 A method for producing an electrophotographic member having a substrate and an elastic layer on the substrate, the method comprising the step of curing a layer of the siloxane composition according to any one of claims 1 to 7 to form the elastic layer. 請求項8に記載の電子写真用部材を具備し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge comprising the electrophotographic member according to claim 8 and configured to be detachably attached to the main body of an electrophotographic image forming apparatus. 静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するための現像装置と、該トナー像を転写材に転写するための転写装置と、を有する電子写真画像形成装置であって、該現像装置が、請求項8に記載の電子写真用部材を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
9. An electrophotographic image forming apparatus comprising: an image carrier for carrying an electrostatic latent image; a charging device for primarily charging the image carrier; an exposure device for forming an electrostatic latent image on the primarily charged image carrier; a developing device for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image; and a transfer device for transferring the toner image to a transfer material, wherein the developing device has the electrophotographic member according to claim 8.
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