导电性高分子材料、导电性高分子材料的制造方法和图像形成装置构件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子装置，特别是用于电子照相图像形成装置中的导电性高分子材料、导电性高分子材料的制造方法和图像形成装置构件。
【背景技术】
[0002]在电子照相图像形成装置中，由导电性高分子材料形成的图像形成装置构件以辊和刮板的形状等用于充电、显影、转印、调色剂供给和清洁等。
[0003]作为用于此类目的的导电性高分子材料，需要具有低硬度、不污染感光体和转印材料、且不与调色剂熔合的材料，因而使用具有橡胶弹性的高分子弹性体和高分子发泡体。
[0004]作为构成高分子弹性体和高分子发泡体的材料，使用聚氨酯树脂等，其通过将固体状橡胶硫化物如异戊二烯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、表氯醇橡胶和丁腈橡胶，和液体状原料如多元醇经异氰酸酯固化而获得。
[0005]当要求图像形成装置构件具有导电性时，例如，通过混合导电性材料如炭黑和金属氧化物、或添加电解质来调节图像形成装置构件以具有期望的电阻值。作为构成高分子弹性体和高分子发泡体的材料，优选使用通过使用多元醇和多异氰酸酯作为主要原料生成的聚氨酯树脂。聚氨酯树脂具有聚氨酯树脂通过导电性材料和电解质而能够赋予导电性、能够通过将电解质溶解于液体状原料来使用、且如必要时能够作为发泡体的优点。
[0006]包括聚氨酯树脂作为主组分的导电性高分子材料通过将多元醇组分和多异氰酸酯组分以预定比例混合、并且如必要时通过将混合物发泡和固化来制造。于是，聚氨酯树脂的导电性通过电解质的添加量等来控制(例如，参考专利文献I)。
[0007]引文列表
[0008]专利文献
[0009][专利文献I] JP 3331936 B2
【发明内容】
[0010]发明要解决的问题
[0011]近来，要求图像形成装置具有高图像品质、高分辨率和高速度，因而由于连续导电性对图像形成装置构件的电负荷增加。图像形成装置构件的电负荷通过连续导电增加，因而必要进行交换处理，其中在进行连续导电时的电阻稳定性不足。要求图像形成装置构件具有更长的操作寿命，但是在连续导电时的电阻稳定性不足，因而发生由于电阻的增加而引起的操作寿命的问题。
[0012]进行本发明以用于解决上述问题，并且其目的是提供通过改善在进行连续导电时的电阻稳定性而能够实现更长操作寿命的导电性高分子材料、所述导电性高分子材料的制造方法和图像形成装置构件。
_3] 用于解决问题的方案
[0014]本发明如下。
[0015][I] 一种导电性高分子材料，其含有:作为电解质阳离子引入到高分子材料的主链中的季铵碱；和作为电解质阴离子的烷基硫酸根。
[0016][2]根据[I]所述的导电性高分子材料，其中所述烷基硫酸根是乙基硫酸根。
[0017][3]根据[I]或[2]所述的导电性高分子材料，其中所述季铵碱和所述烷基硫酸根的配混量相对于100质量份所述高分子材料为0.01质量份至10质量份。
[0018][4]根据[I]至[3]任一项所述的导电性高分子材料，其中所述高分子材料是极性高分子。
[0019][5]根据[I]至[4]任一项所述的导电性高分子材料，其中所述高分子材料是聚氨醋树脂。
[0020][6]根据[I]至[5]任一项所述的导电性高分子材料，其中所述电解质阳离子由具有羟基的季铵碱生成。
[0021][7] 一种导电性高分子材料的制造方法，所述方法包括:将能够与多异氰酸酯反应的季铵的烷基硫酸盐混合在高分子材料组分中的步骤；和合成高分子材料、且将季铵碱引入到所述高分子材料的主链中的步骤，其中烷基硫酸根溶解于所述高分子材料中，并且残留。
[0022][8]根据[7]所述的导电性高分子材料的制造方法，其中引入到所述高分子材料中的所述季铵碱具有羟基。
[0023][9] 一种图像形成装置构件，其由根据[I]至[6]任一项所述的导电性高分子材料形成。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，能够提供通过改善在进行连续导电时的电阻稳定性而能够实现更长操作寿命的导电性高分子材料、所述导电性高分子材料的制造方法和图像形成装置构件。
【附图说明】
[0026][图1]图1(a)为示出本发明的其中将季铵碱引入到主链中的导电性高分子材料的图，图1(b)示出现有技术的其中没有将季铵碱引入到主链中的导电性高分子材料。
[0027][图2]图2为示出本发明的导电性高分子材料的制造方法的操作流程图。
[0028][图3]图3为示出其中安装本发明的图像形成装置构件的电子照相图像形成装置的实例的说明图。
【具体实施方式】
[0029][导电性高分子材料]
[0030]如图1(a)中所示，根据本发明实施方案的导电性高分子材料含有作为电解质阳离子的引入到高分子材料的主链中的季铵碱，和作为电解质阴离子的烷基硫酸根。烷基硫酸根处于没有固定至高分子主链的状态。优选的是烷基硫酸根为乙基硫酸根。
[0031]如图1(b)中所示，现有技术的导电性高分子材料处于其中电解质阳离子和电解质阴离子都没有固定至高分子主链的状态。
[0032]作为主组分的高分子材料，优选使用极性高分子如聚氨酯树脂、表氯醇橡胶和聚醚树脂，并且更优选使用双液固化型聚氨酯树脂。
[0033]作为实例，导电性高分子材料能够通过将其中羟基引入季铵碱的烷基链的材料和由烷基硫酸根形成的季铵盐溶解于聚氨酯原料的多元醇组分中、并且通过将溶解的材料与多异氰酸酯组分反应以使其固化来获得。当能够获得导电性高分子材料时，氨基甲酸酯键的链增长在其中引入季铵碱的位置处不停止，因而优选将官能数为2以上的羟基引入到季铵碱中。
[0034]作为构成聚氨酯材料的多元醇组分，使用聚醚多元醇和聚酯多元醇等，并且特别是，优选使用其中环氧乙烷和环氧丙烷进行加成聚合的聚醚多元醇。通过对于环氧乙烷和环氧丙烷进行加成聚合而获得的聚醚多元醇，能够使用水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、三乙醇胺、双甘油、季戊四醇、乙二胺、甲基葡萄糖苷、芳族二胺、山梨糖醇、蔗糖和磷酸等作为原料。特别地，作为优选的原料，包括水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷和己三醇等。
[0035]对于添加的环氧乙烷和环氧丙烷的比例或微结构，从主链的挠性和在添加电解质时的导电性的观点，环氧乙烷的比例优选为2%至80%，和更优选为5%至25%。
[0036]从相对于多异氰酸酯的反应活性的观点，优选的是聚醚多元醇通过将环氧乙烷加成至末端来获得。另外，从耐热性的观点，优选的是聚醚多元醇的分子链中环氧乙烷和环氧丙烷的排列是无规的。
[0037]当聚醚多元醇使用水、丙二醇和乙二醇作为原料时，聚醚多元醇为二官能的聚醚多元醇，优选的是聚醚多元醇的重均分子量在300至6，000的范围内，更优选的是聚醚多元醇的重均分子量在400至3，000的范围内。另外，当聚醚多元醇使用甘油、三羟甲基丙烷和己三醇作为原料时，聚醚多元醇为三官能的聚醚多元醇，优选的是聚醚多元醇的重均分子量在900至9，000的范围内，更优选的是聚醚多元醇的重均分子量在1，500至6，000的范围内。另外，二官能的多元醇和四官能的多元醇能够通过适宜地混合来使用。
[0038]作为构成本发明聚氨酯材料的多元醇组分，能够包括聚四亚甲基醚二醇。聚四亚甲基醚二醇例如通过四氢呋喃的开环聚合获得，优选的是聚四亚甲基醚二醇的重均分子量在400至4，000的范围内，更优选的是聚四亚甲基醚二醇的重均分子量在650至3，000的范围内。另外，聚四亚甲基醚二醇可以共混有具有不同分子量的聚四亚甲基醚二醇。
[0039]作为多元醇组分，其中环氧乙烷和环氧丙烷进行加成聚合的聚醚多元醇、和聚四亚甲基醚二醇能够通过混合来使用。在该情况下，从拉伸断裂强度、压缩残余应变、在添加电解质时的导电性的环境依赖性的观点，聚醚多元醇和聚四亚甲基醚二醇的比例优选在90:10至10:90的范围内，和更优选在70:30至40:60的范围内。
[0040]另外，为