特許 5789222 カーボンナノチューブを含む帯電ローラ表面コーティング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5789222

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年10月7日

(54)【発明の名称】カーボンナノチューブを含む帯電ローラ表面コーティング

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/02 20060101AFI20150917BHJP

   C09D 7/12 20060101ALI20150917BHJP

   C09D 201/00 20060101ALI20150917BHJP

   C09D 5/24 20060101ALI20150917BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/02 101

   C09D7/12

   C09D201/00

   C09D5/24

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-114933(P2012-114933)

(22)【出願日】2012年5月18日

(65)【公開番号】特開2013-3577(P2013-3577A)

(43)【公開日】2013年1月7日

【審査請求日】2015年5月15日

(31)【優先権主張番号】13/161,216

(32)【優先日】2011年6月15日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596170170

【氏名又は名称】ゼロックス コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン・ピー・ギルマーティン

(72)【発明者】

【氏名】リャン−ビー・リン

(72)【発明者】

【氏名】ジャンヌ・エム・コバル

(72)【発明者】

【氏名】ジン・ウー

(72)【発明者】

【氏名】アーロン・エム・スタッキー

【審査官】 杉山 輝和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２３３９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１３０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０４１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２３７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−６２４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２１５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

伝導性基材と、
前記伝導性基材にわたって配設された外表面コーティングであって、前記外表面コーティングは、１つ以上のポリマーと組み合わせた複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含み、２μｍ〜２０μｍの範囲の表面ラフネスＲ_ｚを提供する、外表面コーティングと、を含む帯電部材であって、
前記１つ以上のポリマーは、熱可塑性であり、重量平均分子量が１０，０００〜８０，０００の範囲であるポリカプロラクトン（ＰＣＬ）を含み、
前記１つ以上のポリマーは、２０ｎｍ〜１０μｍの範囲の平均粒径を有するポリマー粒子を形成し、
前記外表面コーティングは、１μｍ〜１００μｍの範囲の厚さを有する、前記帯電部材。

【請求項2】

前記複数のＣＮＴが、１０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲の平均外側直径、または２０ｍ^２／ｇ〜１，０００ｍ^２／ｇの範囲の表面積を有する、請求項１に記載の帯電部材。

【請求項3】

前記複数のＣＮＴが１０〜３００の範囲のアスペクト比を有する、請求項１に記載の帯電部材。

【請求項4】

前記複数のＣＮＴが、外表面コーティングの０．１重量％〜４重量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の帯電部材。

【請求項5】

前記外表面コーティングが、１０^５Ω／□〜１０^１０Ω／□の範囲の表面抵抗率を有する、請求項１に記載の帯電部材。

【請求項6】

帯電部材を形成する方法であって、
複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）および１つ以上のポリマーを含む分散液を提供する工程であって、
前記１つ以上のポリマーが、熱可塑性であり、重量平均分子量が１０，０００〜８０，０００の範囲であるポリカプロラクトンを含む前記工程と、
外側ベース層にこの分散液を適用する工程であって、前記外側ベース層が、伝導性基材にわたって提供される工程と、
前記適用された分散液を固化して、外側ベース層上に外表面コーティングを形成して、前記外表面コーティングが、２μｍ〜２０μｍの範囲の表面ラフネスＲ_ｚを有し、１μｍ〜１００μｍの範囲の厚さを有するようにする工程を含む、方法。

【請求項7】

前記複数のＣＮＴおよび１つ以上のポリマーを含む分散液が、５％〜６０％の範囲の固形分重量％を有する、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記１つ以上のポリマーが、前記外表面コーティング内に分散された２０ｎｍ〜１０μｍの範囲の平均粒径を有する複数のポリマー粒子を含む、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記外側ベース層が、１０^６Ω／□〜１０^１３Ω／□の範囲の表面抵抗率を有する、請求項６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

典型的な静電写真式再現装置において、複写されるべきオリジナルの光画像は、感光性部材上に静電潜像の形態で記録される。この静電潜像を、続いて、トナーと一般に称される検電熱可塑性樹脂粒子の適用によって視覚可能にする。詳細には、感光性部材を帯電させ、次いで光学系または画像入力装置からの光に曝し、その上に静電潜像を形成する。トナー粒子が光伝導性部材の表面に堆積された後、それらがコピーシートに転写されるか、または中間転写部材に転写され、続いてコピーシートに転写される。次いで定着プロセスによってコピーシートに永続的な画像が形成される。

【0002】

帯電ローラ（ＢＣＲ）は、多くの場合、それらが、スコロトロン帯電器と比較して、オゾンをほとんど放出せず、より環境に優しいので、感光性部材をコロナ帯電するための帯電器として使用される。しかし、ＢＣＲ帯電は、感光性部材および他の関連する印刷機部材と直接接触することを必要とする。この直接接触により、応力がＢＣＲの表面ならびにＢＣＲと直接接触する関連印刷機部材に加えられる。この場合に表面変形（結果としてプリント欠陥を生じるストリーク、摩耗およびくぼみ様変形を含む）が形成される。例えば、ＢＣＲの表面に構築された劣化および／またはデブリの結果として、暗色ストリークおよび白色／暗色スポットが現れ得る。ひいてはＢＣＲおよび関連する印刷機部材の耐用年数が短縮される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

耐用年数を延ばすために、所望の表面、電気的および／または機械的特性を有する帯電部材のための材料および方法を提供することが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

種々の実施形態によれば、本教示は、帯電部材を含む。この帯電部材は、電気バイアスを受容するための伝導性基材、およびこの伝導性基材上に配設された外表面コーティングを含むことができる。外表面コーティングは、１つ以上のポリマーと組み合わせた複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができ、約２μｍ〜約２０μｍの範囲の表面ラフネスＲ_ｚを与える。１つ以上のポリマーは、ポリカプロラクトン、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ポリイミド、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマー、エチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマー、フルオロポリマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択できる。

【0005】

種々の実施形態によれば、本教示はまた、複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）および１つ以上のポリマーを含む分散液をまず提供することによる、帯電部材を形成する方法も含む。１つ以上のポリマーは、ポリカプロラクトン、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ポリイミド、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマー、エチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマー、フルオロポリマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択できる。分散液は、伝導性基材にわたって提供された外側ベース層に適用でき、次いで固化されて、外側ベース層に外表面コーティングを形成して、形成された外表面コーティングが、約２μｍ〜約２０μｍの範囲の表面ラフネスＲ_ｚを有するようにできる。

【0006】

種々の実施形態によれば、本教示はさらに、帯電部材を含む帯電デバイスを含む。帯電部材は、伝導性基材および伝導性基材にわたって配設された外表面コーティングを含むことができる。外表面コーティングは、１つ以上のポリマーと組み合わせた複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。外表面コーティングは、約１０^５Ω／□〜約１０^１０Ω／□の範囲の表面抵抗率、および約２μｍ〜約２０μｍの範囲の表面ラフネスＲ_ｚを有することができる。１つ以上のポリマーは、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ポリイミド、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマー、エチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマー、フルオロポリマー、およびこれらの組み合わせを含むことができる。１つ以上のポリマーは、ポリマーマトリックス、複数のポリマー粒子、およびそれらの組み合わせの形態であることができる。

【0007】

種々の実施形態によれば、本教示はさらに、帯電部材を用いることによる帯電方法を含む。帯電部材は、伝導性基材および伝導性基材にわたって配設された外表面コーティングを含むことができる。外表面コーティングは、１つ以上のポリマーと組み合わせた複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。外表面コーティングは、約１０^５Ω／□〜約１０^１０Ω／□の範囲の表面抵抗率、および約２μｍ〜約２０μｍの範囲の表面ラフネスＲ_ｚを有することができる。次いで帯電部材の伝導性基材は、電気的にバイアスをかけることができ、帯電部材と接触した状態の感光性部材を帯電する。

【0008】

前述の一般的な説明および次の詳細な説明の両方が例示的および説明的なものにすぎず、特許請求される本教示の制限するものではないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】図１Ａは、本教示の種々の実施形態による種々の例示的な帯電デバイスを示す。

【図1B】図１Ｂは、本教示の種々の実施形態による種々の例示的な帯電デバイスを示す。

【図1C】図１Ｃは、本教示の種々の実施形態による種々の例示的な帯電デバイスを示す。

【図2A】図２Ａは、本教示の種々の実施形態による帯電部材の種々の例示的な外表面コーティングを示す。

【図2B】図２Ｂは、本教示の種々の実施形態による帯電部材の種々の例示的な外表面コーティングを示す。

【0010】

図の詳細の一部は簡略化されており、厳密な構造上の正確さ、詳細および規模を維持することよりも、実施形態の理解を深めるために描かれていることに留意されたい。

【0011】

図１Ａ〜１Ｃは、本教示の種々の実施形態に従う種々の例示的な帯電デバイスを示す。例えば、図１Ａ〜１Ｃのそれぞれのデバイスは、感光性部材、例えば光伝導性ドラム１１０を含むことができ、この部材は帯電器によってその表面を帯電させることができ、帯電器には電源１０８から電圧が供給され得る。帯電器は、例えば図１Ａ〜１Ｃに示されるように帯電ローラ１２０Ａ〜Ｃの形態での帯電部材であることができるが、当業者は、本教示の種々の実施形態に従って、帯電ベルト、シート、フィルム、またはドレルト（ベルトとドラムとの中間物）を含む他のタイプの帯電部材を使用できることを理解するであろう。従って、ローラ、ベルトおよび／またはドレルトの形態での種々の伝導性基材は、帯電デバイスにおける帯電部材に使用できる。

【0012】

それぞれの例示的な帯電ローラ１２０Ａ〜Ｃは、伝導性基材、例えば伝導性コア１１２にわたって配設された外表面コーティング１２９を含むことができる。図１Ａ〜１Ｃに示されるように、帯電ローラ１２０Ａ〜Ｃは回転状態にある間、ＤＣ電圧および場合によりＡＣ電流が、電源１０８から帯電ローラ１２０Ａ〜Ｃの伝導性コア１２１に印加され、感光性ドラム１１０を帯電できる。

【0013】

図１Ａ〜１Ｃにおける各帯電部材１２０Ａ〜Ｃは、例示的な光伝導性ドラム１１０と接触し続けるが、当業者は、帯電部材１２０Ａ〜Ｃは、帯電されるべき誘電体受容器または他の好適な部材を帯電するために使用できることを理解する。加えて、光伝導性ドラムを用いる代わりに、光伝導性部材は、ベルト、フィルム、ドレルト、または他の既知の光伝導性部材の形態であることができる。

【0014】

一実施形態では、図１Ａの帯電ローラ１２０Ａは、本教示の種々の実施形態に従って、伝導性コア１２１およびこの伝導性コア１２１に直接提供される外表面コーティング１２９を含むことができる

【0015】

別の実施形態において、開示された外表面コーティング１２９は、図１Ｂに示されるように、伝導性コア１１２に配設される外側ベース層１２３を有する従来の帯電部材に適用される保護層であることができる。詳細には、図１Ｂに示される例示的な帯電ローラ１２０Ｂは、図１Ａの要素すべてを含むことができ、さらに内側伝導性コア１２１と外表面コーティング１２９との間に配置された任意の外側ベース層１２３を含むことができる。実施形態において、外側ベース層１２３は、従来のＢＣＲの表面層であることができる。

【0016】

実施形態において、中間層および／または接着剤層のような他の層は、図１Ａ〜１Ｂの隣接層間、例えば伝導性コア１２１と外側ベース層１２３との間、および／または外側ベース層１２３と開示された外表面コーティング１２９との間、および／または伝導性コア１２１と開示された外表面コーティング１２９との間に（外側ベース層１２３が任意である場合）、配設できる。例えば、図１Ｃに示されるように、帯電ローラ１２０Ｃは、外側ベース層１２３に提供された外表面コーティング１２９を含むことができ、これが伝導性コア１２１と外側ベース層１２３との間に配設された１つ以上の中間層および接着剤層の任意の層１２５を有する伝導性コア１２１にわたって与えられる。実施形態において、任意層１２５は、帯電ローラのいずれかの隣接層間に配置されることができる。

【0017】

図１Ａ〜１Ｃにおける伝導性コア１２１は、電極および各帯電ローラ１２０Ａ〜Ｃの支持部材として作用できる。伝導性コア１２１は、アルミニウムの金属または金属合金、銅合金、ステンレススチールなど、クロムまたはニッケルめっきでコーティングされた鉄、および／または電気伝導性樹脂などが挙げられるが、これらに限定されない電気伝導性材料から形成できる。電気伝導性支持体の直径は、例えば約１ｍｍ〜約２０ｃｍ、または約３ｍｍ〜約１０ｃｍ、または約５ｍｍ〜約２ｃｍであることができる。当業者に既知のいずれかの好適な伝導性コアまたは基材は、本教示の種々の実施形態に従って使用できる。

【0018】

外側ベース層１２３は、例えばイソプレン、クロロプレン、エピクロロヒドリン、ブチルエラストマー、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、フッ素エラストマー、スチレン−ブタジエンエラストマー、ブタジエンエラストマー、ニトリルエラストマー、エチレンプロピレンエラストマー、エピクロロヒドリン−エチレンオキシドコポリマー、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテルコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）エラストマー、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマーまたはゴム（ＮＢＲ）、天然ゴムなど、およびこれらの組み合わせが挙げられる材料から形成できる。外側ベース層１２３は、約１０ｍｍ〜約２０ｃｍ、例えば約５０ｍｍ〜約３ｃｍの厚さを有することができる。外側ベース層１２３は、約１０^５Ω／□〜約１０^１３Ω／□、または約１０^６Ω／□〜約１０^１１Ω／□、または約１０^７Ω／□〜約１０^１０Ω／□の範囲の電気的表面抵抗率を有することができる。実施形態において、外側ベース層１２３の寸法および／または電気的、機械的、および／または他の特徴は制限されない。

【0019】

任意の中間層および／または接着剤層は、開示された帯電部材の所望の特性および性能目的を達成するために適用できる。例示的な中間層は、エラストマー層、例えばシリコーン、ＥＰＤＭ、ウレタン、エピクロロヒドリンなどが挙げられる材料から形成された中間伝導性ゴム層であることができる。例示的な接着剤層は、例えばエポキシ樹脂およびポリシロキサンから形成できる。接着剤としては、知的財産権を有する材料、例えばＴＨＩＸＯＮ４０３／４０４、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ａ−１１００、Ｄｏｗ Ｈ４１、Ｄｏｗ ＴＡＣＴＩＸ７４０、Ｄｏｗ ＴＡＣＴＩＸ７４１、およびＤｏｗ ＴＡＣＴＩＸ７４２を挙げることができる。

【0020】

いずれかの好適な充填剤材料が、帯電部材１２０Ａ〜Ｃのそれぞれの層（外側ベース層１２３、中間層、接着剤層、および／または外表面コーティング１２９を含む）に含まれることができる。例示的な充填剤材料としては、カーボンブラック、例えばＫｅｔｊｅｎ Ｂｌａｃｋおよびアセチレンブラック、熱分解炭素、グラファイト、金属または金属合金、例えばアルミニウム、銅、ニッケルおよびステンレススチール、金属酸化物、ドープ酸化金属、例えば酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体および酸化スズ−酸化インジウム固溶体、電気伝導性プロセスによって処理された表面を有する絶縁材料など、テトラエチルアンモニウムの過塩素酸塩または塩素酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムなど、アルカリ金属、例えばリチウムおよびマグネシウムの過塩素酸塩または塩素酸塩、およびアルカリまたはアルカリ土類金属の塩など、および／またはこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。

【0021】

実施形態において、帯電ローラを用いる代わりに、例えばローラ１２０Ａ〜Ｃの材料および構造に対応する種々の帯電ベルトまたはシートまたはドレルトを、本教示の種々の実施形態に従って感光性部材または他の構成要素を帯電するために使用できる。

【0022】

各帯電部材１２０Ａ〜Ｃについて開示された外表面コーティング１２９は、１つ以上のポリマーと組み合わせた少なくとも複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。例えば、図２Ａ〜２Ｂは、本教示の種々の実施形態に従う種々の例示的な外表面コーティング１２９Ａ〜Ｂを記載する。示されるように、１つ以上のポリマーは、図２Ａ〜２Ｂに示されるポリマーマトリックス２８０Ａおよび／または２８０を形成でき、および／または図２Ｂに示されるようにポリマー粒子２８０Ｂであることができる。ポリマー粒子２８０Ｂは、外表面コーティング１２９Ｂ内に分散された、約２０ｎｍ〜約１０μｍ、または約１００ｎｍ〜約２μｍ、または約３００ｎｍ〜約１μｍの範囲の平均粒径を有することができる。ＣＮＴは、伝導性充填剤として使用できる。

【0023】

本明細書で使用される場合、特に指示のない限り、用語「カーボンナノチューブ」またはＣＮＴは、約１００ナノメートル以下の少なくとも１つのマイナー寸法、例えば幅または直径を有する細長い炭素材料を指す。ＣＮＴは、約１０ｎｍ〜約９０ｎｍ、または約１５ｎｍ〜約７０ｎｍ、または約２０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲の平均外側直径、約２０ｍ^２／ｇ〜約１，０００ｍ^２／ｇ、または約１００ｍ^２／ｇ〜約８００ｍ^２／ｇ、または約２００ｍ^２／ｇ〜約６００ｍ^２／ｇの範囲の平均表面積、および約１０〜約３００、または約２０〜約２００、または約３０〜約１００の範囲の平均アスペクト比を有することができるが、ＣＮＴの寸法は制限されない。

【0024】

１つの実施形態において、ＣＮＴ２０５は、グラファイトの１原子厚さ層の、いわゆるグラフェンシートと考えられることができ、ナノメートルサイズのシリンダー、チューブまたは他の形状に巻き上げられることができる。実施形態において、ＣＮＴとしては、単一壁カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多壁カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、および／またはそれらの種々の官能化されたおよび誘導体化されたフィブリル形態を挙げることができる。

【0025】

外表面コーティング１２９はまた、１つ以上のポリマーを含むことができる。例示的なポリマーとしては、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ポリイミド、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマー、およびエチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマー、フルオロポリマーおよびこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。

【0026】

例示的な実施形態において、ポリカプロラクトンは、熱可塑性であることができ、約１０，０００〜約８０，０００、例えば約２０，０００〜約５０，０００、または約２５，０００〜約４５，０００の範囲の重量平均分子量を有することができる。熱可塑性ポリカプロラクトンの市販例としては、Ｃａｐａ（登録商標）６２５０およびＣａｐａ（登録商標）６１００（Ｐｅｒｓｔｏｒｐ，ＳｗｅｄｅｎのＰｅｒｓｔｏｒｐ ＡＢおよび／またはＴｏｌｅｄｏ，ＯｈｉｏのＰｅｒｓｔｏｒｐ ＵＳＡ）を挙げることができる。

【0027】

別の例示的な実施形態において、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマーおよび／またはエチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマーとしては、スチレン−ブタジエン（ＳＢ）コポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン（ＮＢＲ）コポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ターポリマーなど、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。ある実施形態において、外表面コーティング１２９、１２９Ａ／Ｂのために使用されるポリマーは、熱可塑性アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ターポリマーであることができる。アクリロニトリルは、ＡＢＳターポリマーの約１５重量％〜約３５重量％で含まれることができる。ブタジエンは、ＡＢＳターポリマーの約５重量％〜約３０重量％で含まれることができる。スチレンは、ＡＢＳターポリマーの約４０重量％〜約６０重量％で含まれることができる。ＡＢＳコポリマーの市販例としては、例えばＭｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，ＣＴのＣｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐ．からのＢｌｅｎｄｅｘ（登録商標）２００を挙げることができる。

【0028】

種々のポリウレタンは、外表面コーティング１２９、１２９Ａ／Ｂのための熱可塑性または熱硬化性ポリマーとして本明細書で好適に使用できる。実施形態において、好適なポリウレタンは、ポリアクリレートおよびポリイソシアネートから誘導できる。好適なポリウレタンとしては、ポリアスパラギン酸エステルおよびイソシアネートの反応生成物（「２Ｋウレタン」）、ヒドロキシ官能性ポリアクリレートおよびイソシアネートの反応生成物など、およびこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。ポリアクリレートの市販例としては、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）ＮＨ１１２０およびＤｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）Ａ４５０ＢＡ（Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，ＧｅｒｍａｎｙのＢａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＡＧ）を挙げることができる。イソシアネートの市販例としては、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）ＢＬ３１７５Ａ（Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，ＧｅｒｍａｎｙのＢａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＡＧ）を挙げることができる。

【0029】

種々のフェノール樹脂は、外表面コーティング１２９、１２９Ａ／Ｂのためのポリマーとして本明細書で使用できる。本明細書で使用される場合、用語「フェノール樹脂」は、酸性または塩基性触媒の存在下、アルデヒドとフェノール供給源との縮合生成物を指す。

【0030】

フェノール供給源は、例えば、フェノール、アルキル置換されたフェノール、例えばクレゾールおよびキシレノール、ハロゲン置換されたフェノール、例えばクロロフェノール、多価フェノール、例えばレソルシノールまたはピロカテコール、多価フェノール、例えばナフトールおよびビスフェノールＡ、アリール置換されたフェノール、シクロアルキル置換されたフェノール、アリールオキシ置換されたフェノールなど、およびこれらの組み合わせであることができる。種々の実施形態において、フェノール供給源は、フェノール、２，６−キシレノール、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾール、３，５−キシレノール、３，４−キシレノール、２，３，４−トリメチルフェノール、３−エチルフェノール、３，５−ジエチルフェノール、ｐ−ブチルフェノール、３，５−ジブチルフェノール、ｐ−アミルフェノール、ｐ−シクロヘキシルフェノール、ｐ−オクチルフェノール、３，５−ジシクロヘキシルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ｐ−クロチルフェノール、３，５−ジメトキシフェノール、３，４，５−トリメトキシフェノール、ｐ−エトキシフェノール、ｐ−ブトキシフェノール、３−メチル−４−メトキシフェノール、ｐ−フェノキシフェノール、多環フェノール、例えばビスフェノールＡ、およびこれらの組み合わせであることができる。

【0031】

フェノール系樹脂を製造する際に使用するためのアルデヒドは、例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、パラアルデヒド、グリオキザール、フルフルアルデヒド、プロピノンアルデヒド、ベンズアルデヒドおよびこれらの組み合わせであることができる。一実施形態では、アルデヒドはホルムアルデヒドであることができる。

【0032】

フェノール樹脂の非限定例としては、ジシクロペンタジエンタイプのフェノール系樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。フェノール樹脂の他の非限定例としては、アルコール可溶性レゾールタイプのフェノール樹脂、例えばＰＨＥＮＯＬＯＴＥ（登録商標）Ｊ−３２５（Ｔｏｋｙｏ，ＪａｐａｎのＤＩＣ Ｃｏｒｐ）、フェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、およびクレゾールを有するホルムアルデヒドポリマー、例えばＶＡＲＣＵＭ（登録商標）２９１５９および２９１０１（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏ．）およびＤＵＲＩＴＥ（登録商標）９７（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、またはアンモニア、クレゾール、およびフェノールを有するホルムアルデヒドポリマー、例えばＶＡＲＣＵＭ（登録商標）２９１１２（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏ．）、または４，４’−（１−メチルエチリデン）ビスフェノールを有するホルムアルデヒドポリマー、例えばＶＡＲＣＵＭ（登録商標）２９１０８および２９１１６（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏ．）、またはクレゾールおよびフェノールを有するホルムアルデヒドポリマー、例えばＶＡＲＣＵＭ（商標）２９４５７（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏ．）、ＤＵＲＩＴＥ（登録商標）ＳＤ−４２３Ａ、ＳＤ−４２２Ａ（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、またはフェノールおよびｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを有するホルムアルデヒドポリマー、例えばＤＵＲＩＴＥ（登録商標）ＥＳＤ５５６Ｃ（Ｂｏｒｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）を挙げることができる。

【0033】

実施形態において、フェノール樹脂は、そのまま使用でき、またはそれらは修飾されることができる。例えば、フェノール樹脂は、好適な可塑剤で修飾でき、可塑剤としては、例えば、ポリビニルブチラール、ナイロン樹脂、熱硬化性アクリル系樹脂、ポリビニルホルマール、アルキド、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂（ビスフェノールＡ、エピクロロヒドリンポリマーなど）、ポリアミド、ポリアクリレート、オイルなど、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。種々の修飾剤は、ＤＥＳＭＯＰＨＥＮ（登録商標）、ＤＥＳＭＯＤＵＲ（登録商標）、ＢＵＴＶＡＲ（登録商標）、ＥＬＶＡＭＩＤＥ（登録商標）、ＤＯＲＥＳＣＯ（登録商標）、ＳＩＬＣＬＥＡＮ（登録商標）、およびＰＡＲＡＬＯＩＤ（登録商標）が挙げられるが、これらに限定されない種々の商標名で知られている。

【0034】

種々のアミノプラスト樹脂は、外表面コーティング１２９、１２９Ａ／Ｂのためのポリマーとして本明細書で使用できる。本明細書で使用される場合、用語「アミノプラスト樹脂」は、窒素含有物質およびホルムアルデヒドから製造されるアミノ樹脂を指し、ここで窒素含有物質としては、メラミン、尿素、ベンゾグアナミンおよび／またはグリコールウリルを挙げることができる。アミノプラスト樹脂は、高度にアルキル化される、または部分的にアルキル化されることができる。実施形態において、アミノプラスト樹脂はそのまま使用でき、またはそれらは修飾できる。例えば、アミノプラスト樹脂は、好適な可塑剤で修飾でき、可塑剤としては例えば、ポリビニルブチラール、ナイロン樹脂、熱硬化性アクリル系樹脂、ポリビニルホルマール、アルキド、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂（ビスフェノールＡ、エピクロロヒドリンポリマーなど）、ポリアミド、ポリアクリレート、オイルなど、およびこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。種々の修飾剤は、ＤＥＳＭＯＰＨＥＮ（登録商標）、ＤＥＳＭＯＤＵＲ（登録商標）、ＢＵＴＶＡＲ（登録商標）、ＥＬＶＡＭＩＤＥ（登録商標）、ＤＯＲＥＳＣＯ（登録商標）、ＳＩＬＣＬＥＡＮ（登録商標）、およびＰＡＲＡＬＯＩＤ（登録商標）が挙げられるが、これらに限定されない種々の商標名で知られている。

【0035】

メラミンが使用される場合、得られたアミノプラスト樹脂は「メラミン樹脂」として知られている場合がある。メラミン樹脂は、ＣＹＭＥＬ（登録商標）、ＢＥＥＴＬＥ（登録商標）、ＤＹＮＯＭＩＮ（登録商標）、ＢＥＣＫＡＭＩＮＥ（登録商標）、ＵＦＲ（登録商標）、ＢＡＫＥＬＩＴＥ（登録商標）、ＩＳＯＭＩＮ（登録商標）、ＭＥＬＡＩＣＡＲ（登録商標）、ＭＥＬＢＲＩＴＥ（登録商標）、ＭＥＬＭＥＸ（登録商標）、ＭＥＬＯＰＡＳ（登録商標）、ＲＥＳＡＲＴ（登録商標）およびＵＬＴＲＡＰＡＳ（登録商標）が挙げられるが、これらに限定されない種々の商標名で知られている。

【0036】

実施形態において、メラミン樹脂は、次の一般式を有することができる。

【化1】

式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５およびＲ_６はそれぞれ独立に、水素原子または１〜８個の炭素原子または１〜４個の炭素原子を有するアルキル鎖を表す。

【0037】

メラミン樹脂は、水−可溶性、分散性または非分散性であることができる。種々の実施形態において、メラミン樹脂は、高度にアルキル化／アルコキシル化され、部分的にアルキル化／アルコキシル化され、または混合アルキル化／アルコキシル化されることができる。種々の実施形態において、メラミン樹脂は、メチル化、ｎ−ブチル化またはイソブチル化されることができる。他の実施形態において、メラミン樹脂は、低いメチロールおよび高いイミノ含有量を有することができる。実施形態において、メラミン樹脂は、メトキシメチルおよびイミノ主要機能を伴ってオリゴマー性質と記載されることができる。メラミン樹脂の非限定例としては、メチル化された高イミノメラミン樹脂（部分的にメチロール化されたおよび高度にアルキル化された）、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）３２３、３２５、３２７、３２８、３８５、高度にメチル化されたメラミン樹脂、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）３５０、９３７０、部分的にメチル化されたメラミン樹脂（高度にメチロール化されたおよび部分的にメチル化された）、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）３７３、３７０、高固形分の混合エーテルメラミン樹脂、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）１１３０、３２４、ｎ−ブチル化メラミン樹脂、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）１１５１、６１５、ｎ−ブチル化された高イミノメラミン樹脂、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）１１５８、イソ−ブチル化メラミン樹脂、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）２５５−１０を挙げることができる。ＣＹＭＥＬ（登録商標）メラミン樹脂は、Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪのＣｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されている。

【0038】

実施形態において、メラミン樹脂は、メチル化ホルムアルデヒド−メラミン樹脂、メトキシメチル化メラミン樹脂、エトキシメチル化メラミン樹脂、プロポキシメチル化メラミン樹脂、ブトキシメチル化メラミン樹脂、ヘキサメチロールメラミン樹脂、アルコキシアルキル化メラミン樹脂、例えばメトキシメチル化メラミン樹脂、エトキシメチル化メラミン樹脂、プロポキシメチル化メラミン樹脂、ブトキシメチル化メラミン樹脂、およびこれらの混合物から選択できる。

【0039】

実施形態において、尿素が使用される場合、得られたアミノプラスト樹脂はまた「尿素樹脂」として知られる。尿素樹脂は、ＣＹＭＥＬ（登録商標）、ＢＥＥＴＬＥ（登録商標）、ＤＹＮＯＭＩＮ（登録商標）、ＢＥＣＫＡＭＩＮＥ（登録商標）およびＡＭＩＲＥＭＥ（登録商標）が挙げられるが、これらに限定されない種々の商標名で知られている。
実施形態において、尿素樹脂は次の一般式を有することができる。

【化2】

式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４はそれぞれ独立に、水素原子または１〜８個の炭素原子または１〜４個の炭素原子を有するアルキル鎖を表す。

【0040】

実施形態において、尿素樹脂は、水−可溶性、分散性または非分散性であることができる。種々の実施形態において、尿素樹脂は、高度にアルキル化／アルコキシル化され、部分的にアルキル化／アルコキシル化され、または混合アルキル化／アルコキシル化されることができる。種々の実施形態において、尿素樹脂は、メチル化、ｎ−ブチル化またはイソブチル化されることができる。尿素樹脂の非限定例としては、メチル化尿素樹脂、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）Ｕ−６５、Ｕ−３８２、ｎ−ブチル化尿素樹脂、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）Ｕ−１０５４、ＵＢ−３０−Ｂ、イソブチル化尿素樹脂、例えばＣＹＭＥＬ（登録商標）Ｕ−６６２、ＵＩ−１９−Ｉを挙げることができる。ＣＹＭＥＬ（登録商標）尿素樹脂は、Ｃｙｔｅｃａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪのＣｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販される。

【0041】

実施形態において、ベンゾグアナミンが使用される場合、得られたアミノプラスト樹脂はまた、「ベンゾグアナミン樹脂」として知られる。ベンゾグアナミン樹脂は、ＣＹＭＥＬ（登録商標）、ＢＥＥＴＬＥ（登録商標）、およびＵＦＯＲＭＩＴＥ（登録商標）が挙げられるが、これらに限定されない種々の商標名で知られている。

【0042】

実施形態において、ベンゾグアナミン樹脂は次の一般式を有することができる。

【化3】

式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４はそれぞれ独立に、水素原子または１〜８個の炭素原子または１〜４個の炭素原子を有するアルキル鎖を表す。

【0043】

ベンゾグアナミン樹脂は、水−可溶性、分散性または非分散性であることができる。種々の実施形態において、ベンゾグアナミン樹脂は、高度にアルキル化／アルコキシル化され、部分的にアルキル化／アルコキシル化され、または混合アルキル化／アルコキシル化されることができる。種々の実施形態において、ベンゾグアナミン樹脂は、メチル化、ｎ−ブチル化またはイソブチル化されることができる。ベンゾグアナミン樹脂の非限定例としては、ＣＹＭＥＬ（登録商標）６５９、５０１０、５０１１を含むことができる。ＣＹＭＥＬ（登録商標）ベンゾグアナミン樹脂は、Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪのＣｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されている。

【0044】

実施形態において、グリコウラシルが使用される場合、得られたアミノプラスト樹脂はまた「グリコールウリル樹脂」として知られる。グリコールウリル樹脂は、ＣＹＭＥＬ（登録商標）およびＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ（登録商標）が挙げられるが、これらに限定されない種々の商標名にて知られている。

【0045】

実施形態において、グリコールウリル樹脂は、次の一般式を有することができる。

【化4】

式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３およびＲ_４はそれぞれ独立に、水素原子または１〜８個の炭素原子または１〜４個の炭素原子を有するアルキル鎖を表す。

【0046】

グリコールウリル樹脂は、水−可溶性、分散性または非分散性であることができる。種々の実施形態において、グリコールウリル樹脂は、高度にアルキル化／アルコキシル化され、部分的にアルキル化／アルコキシル化され、または混合アルキル化／アルコキシル化されることができる。種々の実施形態において、グリコールウリル樹脂は、メチル化、ｎ−ブチル化またはイソブチル化されることができる。グリコールウリル樹脂の非限定例としては、ＣＹＭＥＬ（登録商標）１１７０、１１７１が挙げられる。ＣＹＭＥＬ（登録商標）グリコールウリル樹脂は、Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪのＣｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から市販されている。

【0047】

実施形態において、フッ素含有ポリマーまたはフルオロポリマーは、例えばフルオロポリマー粒子として、外表面コーティング１２９、１２９Ａ／Ｂのために使用できる。これらのフルオロポリマーは、例えばビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマー性繰り返し単位を含むことができる。フルオロポリマーは、線状または分岐状ポリマー、および架橋フルオロエラストマーを含むことができる。フルオロポリマーの例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）およびヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）のコポリマー、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）およびビニリデンフルオライド（ＶＤＦ（登録商標）またはＶＦ２）のコポリマー、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ（登録商標））、およびヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）のターポリマー、およびテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ビニリデンフルオライド（ＶＦ２）、およびヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）のテトラポリマーおよびこれらの混合物を挙げることができる。実施形態において、フルオロポリマーおよび／またはそれらの粒子は、化学および熱安定性を提供でき、低い表面エネルギーを有することができる。フルオロポリマーおよび／またはそれらの粒子は、約２５５℃〜約３６０℃または約２８０℃〜約３３０℃の溶融温度を有することができる。ある実施形態において、例示的なフルオロポリマーおよび／またはそれらの粒子は、外表面コーティングを形成するために溶融できる。

【0048】

図２Ａ〜２Ｂを再び参照すると、ＣＮＴ２０５は、化学的および／または物理的に、図２Ａのポリマーマトリックス２８０Ａ、図２Ｂのポリマー粒子２８０Ｂ、および／または図２Ｂのポリマーマトリックス２８０に結合できる。

【0049】

本明細書で使用される場合、ポリマーマトリックスまたはポリマー粒子に「化学的結合した」ＣＮＴは、化学結合、例えばイオン性または共有結合を指し、例えば物理的結合、例えば水素結合または２つの化学種が互いに近接する場合に生じ得る分子の物理的捕捉のような弱い結合機構ではない。例えば、ＣＮＴ２０５は、ポリマーマトリックス２８０Ａ−２８０およびポリマー粒子２８０Ｂのそれぞれと化学的および／または物理的に結合し、外表面コーティング１２９Ａ／ＢのためのＣＮＴポリマー複合体を形成できる。

【0050】

一実施形態では、ＣＮＴ２０５は、ポリマー粒子および／またはポリマーマトリックスを形成するポリマーと化学的に結合（例えば架橋）することなく、ポリマー粒子２８０Ｂおよび／またはポリマーマトリックス２８０Ａおよび／または２８０と物理的に混合でき、またはこれらに分散できる。別の実施形態において、ＣＮＴは、ポリマー粒子およびマトリックスのポリマー鎖に化学的に結合できる。さらに別の実施形態において、一部のＣＮＴは、ポリマー粒子およびマトリックスと物理的に混合できるが、他のＣＮＴは、ポリマー粒子およびマトリックスに化学的に結合できる。実施形態において、ＣＮＴ２０５およびポリマー粒子２８０Ｂは、外表面コーティング１２９Ｂのポリマーマトリックス２８０内に独立に分散できる。ポリマーマトリックス２８０は、ポリマー粒子２８０Ｂと同一または異なる１つ以上のポリマーから形成できる。

【0051】

外表面コーティング１２９、１２９Ａ／Ｂは、コーティングプロセスを含む種々のフィルム形成技術によって形成でき、続いて固化プロセス、例えば硬化、乾燥、溶融、および／または冷却プロセスにより、物理的または化学的にポリマーと架橋して、ポリマーマトリックスを形成できる。

【0052】

例えば、ＣＮＴおよび１つ以上のポリマー（例えばＰＣＬ）を含む分散液は、例えばトルエンのような溶媒中でのボールミル加工によって調製できる。このプロセスは、数日を要する場合がある。分散液は、約５％〜約６０％、または約１０％〜約５０％、または約２０％〜約４０％の範囲の固形分重量％を含むことができる。次いで分散液は、例えばＢＣＲの伝導性コア１２１、ＢＣＲの中間層、ＢＣＲの接着剤層、および／または従来のＢＣＲの従来の外側ベース層にコーティングできる。分散液を表面に適用するための例示的なコーティング技術としては、浸漬コーティング、ローラコーティング、スプレーコーティング、回転噴霧器、リングコーティング、ダイキャスティング、フローコーティングなどを挙げることができるが、これらに限定されない。適用されたまたはコーティングされた分散液は、次いで使用されるポリマーに従って、固化、例えば硬化または乾燥できる。

【0053】

あるいは、分散液は、ＣＮＴおよび複数のポリマー粒子を含むように調製できる。実施形態において、ポリマー粒子は、ポリマー粒子分散液に含有されることができ、これを次いで伝導性充填剤と混合する。例えば、ＣＮＴおよびポリマー粒子を含有する混合物は、上述のように所望の固形分パーセンテージを有するように形成できる。

【0054】

一実施形態では、ＣＮＴおよびポリマー粒子を含有する分散液のフィルムまたは層形成は、例えばＢＣＲの伝導性基材、中間層、接着剤層、および／または外側ベース層にコーティングされることができる。コーティングされた分散液はさらに、例えばポリマー粒子の一部を少なくとも部分的に溶融し、続いて例えば冷却プロセスによって処理をすることができる。ポリマー粒子のこうした部分的な溶融は、図２Ｂに示されるポリマーマトリックス２８０を形成できる。

【0055】

別の実施形態において、ＣＮＴおよびポリマー粒子を含有する分散液のフィルムまたは層形成は、第２のポリマーをそれらと混合する、例えば好適な溶媒中でのボールミル加工プロセスを用いることによって処理できる。第２のポリマーは、ポリマー粒子と同一または異なることができる。ＣＮＴ、ポリマー粒子、および第２のポリマーを含有する分散液は、上述の所望の固体形分重量％、例えば約５％〜約６０％、または約１０％〜約５０％、または約２０％〜約４０％の範囲を有することができる。次いで分散液を、例えばＢＣＲの伝導性基材、中間層、接着剤層、および／または外側ベース層にコーティングできる。分散液を表面に適用するための例示的なコーティング技術としては、浸漬コーティング、ローラコーティング、スプレーコーティング、回転噴霧器、リングコーティング、ダイキャスティング、フローコーティングなどを挙げることができるが、これらに限定されない。適用されたまたはコーティングされた分散液は、次いで使用されるポリマーに従って、固化、例えば硬化または乾燥できる。外表面コーティング１２９Ｂは、次いでポリマーマトリックス２８０中に分散した伝導性充填剤２０５およびポリマー粒子２８０Ｂの両方を有するように形成できる。

【0056】

他の場合、ＣＮＴおよび特定量の固形分を有するポリマーを含有する分散液はまた、別個の基材表面に適用でき、固化した層を形成でき、これを次いで層形成後の基材から除去し、次いで外表面コーティング１２９、１２９Ａ／Ｂとして帯電部材の対応する層（例えば伝導性コア、外側ベース層など）に適用する。

【0057】

図１Ａ〜１Ｃおよび２Ａ〜２Ｂに示される形成された外表面コーティング１２９、１２９Ａ／Ｂは、約１μｍ〜約１００μｍ、例えば約３μｍ〜約４０μｍ、または約４μｍ〜約２０μｍの範囲の厚さを有することができるが、外表面コーティングの厚さは制限されない。

【0058】

実施形態において、得られた帯電部材に関する特定表面、電気的、機械的および／または構造的特性は、ＣＮＴおよびポリマーの量／選択に依存して選択および制御できる。実施形態において、ＣＮＴは、外表面コーティングの総固形分の約１０重量％未満、または約５重量％未満、例えば約０．１重量％〜約４重量％、または約０．２重量％〜約３重量％、または約０．３重量％〜約２重量％の範囲の量で外表面コーティングに存在できる。すなわち、ＣＮＴは、例えば帯電に必要な表面抵抗率を得るために顕著な重量増量を必要とせず、これは帯電に必要とされる同じ表面抵抗率を得るためには、約１０％〜約５０％の一般的な重量増量を必要とする従来の伝導性充填剤とは異なる。結果として、外表面コーティングの構造上の全体的一体性は、ＣＮＴの低重量増量のために改善できる。

【0059】

この様式において、外表面コーティングは、約１０^５Ω／□〜約１０^１０Ω／□、または約１０^６Ω／□〜約１０^９Ω／□、または約１０^７Ω／□〜約１０^８Ω／□の範囲の表面抵抗率を有する表面を有する各帯電部材１２０を提供でき、これは、多数の環境および機械的変化によって事実上影響を受けない。

【0060】

実施形態において、外表面コーティングは、約２μｍ〜約２０μｍ、または約４μｍ〜約１５μｍ、または約６μｍ〜約１０μｍの範囲のラフネスＲ_ｚを有する表面を有する帯電部材１２０Ａ〜Ｃを提供できる。

【0061】

本明細書で使用される場合、用語「表面ラフネスＲｚ」は、標準ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９８２に開示されるような１０点中間表面ラフネスを指す。用語、表面ラフネス、プロファイル、プロファイルの参照長さ、ラフネス曲線、カットオフ値、プロファイルの中間線、およびプロファイルピークおよび谷は、この標準に規定される通りである。例えば、１０点中間ラフネスは、差異の値であり、その長さはプロファイルからの参照長さに対応するサンプル化された部分内で、中間線に平行であり、プロファイルと交差しない直線からの垂直倍率方向にて測定される場合に最高の高さから５番目の高さまでのピーク高度の中間値と、最も深い谷から５番目の深さまでの谷の高度の中間値との間で、マイクロメートル（μｍ）単位で表現される値である。プロファイルは、例えば標準表面形状測定装置によって示されてもよい。

【0062】

加えて、開示された外表面コーティングは、関連する印刷機部材と直接接触することによる問題を解決するために、帯電部材の保護層として機能し得る。１つの例において、外表面コーティングの使用は、コーティングを有していない従来のＢＣＲと比較して、均一帯電および所望の帯電性を提供できる。

【0063】

故にプリント品質は、開示された外表面コーティング１２９を用いることによって改善できる。さらに、外表面コーティング１２９は、従来のＢＣＲまたは開示される例示的なＢＣＲ１２０Ａ〜Ｃをリファビッシュできる。一般に、ＢＣＲの外表面が許容可能なプリントを提供するには損傷を受け過ぎている場合、リファビッシュするために回収されるべきである。実施形態において、リファビッシュは、開示される外表面コーティング１２９を適用することを含むことができる。保護層を既に有するまたは有していない保護外表面コーティング１２９を、損傷した表面を有するＢＣＲに適用することによって、ＢＣＲは複数回使用できる。

【0064】

実施例
例示的な分散液は、トルエン溶媒中、約２０〜４０ｎｍの直径、約１〜２μｍの長さおよび４０〜６００ｍ^２／ｇの表面積を有する複数壁カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ、Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ＆ Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸから供給される）を含む混合サンプルをＣＡＰＡ６２５０ポリカプロラクトン（Ｐｅｒｓｔｏｒｐ、Ｓｗｅｄｅｎから供給）と共にボールミル加工することによって調製した。分散液は、約３重量％カーボンナノチューブを含み、約１８％固形分重量であった。分散液を形成するために、約２００ｇの１／８インチのステンレススチールショットを、混合サンプルに添加し、次いで約４日間の期間にわたってローラミル加工した。次いで分散液を、綿チップフィルターを通してろ過し、ミリングボールを除去し、Ｔｓｕｋｉａｇｅコーターを用いてＩｍａｒｉＢＣＲ上にコーティングし、約６μｍのコーティング厚さを得た。コーティングされたローラは、次いで約１４０℃の対流オーブンにて約１５分間乾燥し、外表面コーティングとしてＭＷＣＮＴ含有コーティングを有する例示的なＢＣＲを形成した。

【0065】

形成されたＢＣＲの加速試験を、プリントカートリッジ摩耗試験固定器具で行った。試験は、抵抗および帯電均一性測定およびプリント試験を含む初期スクリーニング（時間＝０）を含んでいた。形成されたＢＣＲは、摩耗固定器具において約５０，０００サイクルの摩耗に供し、続いて時間０でのスクリーニングと同じ手順の下でスクリーニングに供した。同じプロセスを、プリントストリークが見られるまで、摩耗固定器具で連続５万回のインターバルにて継続した、すなわちスクリーングした。

【0066】

得られたＢＣＲの帯電均一性は、Ｈｏｄａｋａ固定器具にて５０キロサイクルの摩耗試験の前後、ＭＷＣＮＴ含有コーティングを有していないコントロールＢＣＲよりも大きいことが観察された。加えて、電荷構築または電荷容量の劣化は観察されなかった。さらに、ＭＷＣＮＴ含有コーティングを有する形成されたＢＣＲは、ＭＷＣＮＴ含有コーティングを有していないコントロールＢＣＲに比べて、出発トルクから操作中のトルクデータまでいかなるトルク問題も示さなかった。

【0067】

従来またはコントロールＢＣＲ上のＭＷＣＮＴ含有コーティングの適用により、高品質で印刷された画像も得られた。例えば、Ｈｏｄａｋａ固定器具上で５０キロサイクル摩耗後、コーティングされたＢＣＲを備えたＩｍｐｅｒｉａ機からスキャンされたプリント画像は、この５０キロサイクル摩耗に供した後にプリント欠陥を示さなかった。対照的には、コーティングを有していないコントロールＢＣＲから得られた印刷された画像は、多量のストリークを示した。形成されたＢＣＲの寿命は、ＭＷＣＮＴ含有コーティングの適用により延長された。
以下に、本発明の例示的態様を列挙する。
＜１＞ 伝導性基材と、
前記伝導性基材にわたって配設された外表面コーティングであって、前記外表面コーティングは、１つ以上のポリマーと組み合わせた複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含み、約２μｍ〜約２０μｍの範囲の表面ラフネスＲｚを提供する、外表面コーティングと、を含む帯電部材であって、
前記１つ以上のポリマーは、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ポリイミド、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマー、エチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマー、フルオロポリマーおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される部材。
＜２＞ 前記複数のＣＮＴが、約１０ｎｍ〜約９０ｎｍの範囲の平均外側直径、または約２０ｍ２／ｇ〜約１，０００ｍ２／ｇの範囲の表面積を有する、＜１＞に記載の部材。
＜３＞ 前記複数のＣＮＴが約１０〜約３００の範囲のアスペクト比を有する、＜１＞に記載の部材。
＜４＞ 前記複数のＣＮＴが、外表面コーティングの約０．１重量％〜約４重量％の範囲の量で存在する、＜１＞に記載の部材。
＜５＞ 前記外表面コーティングが、１つ以上のポリマーによって形成される複数のポリマー粒子を含み、前記複数のポリマー粒子が、約２０ｎｍ〜約１０μｍの範囲の平均粒径を有する、＜１＞に記載の部材。
＜６＞ 前記外表面コーティングが、約１０５Ω／□〜約１０１０Ω／□の範囲の表面抵抗率を有する、＜１＞に記載の部材。
＜７＞ 帯電部材を形成する方法であって、
複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）および１つ以上のポリマーを含む分散液を提供する工程であって、
前記１つ以上のポリマーが、ポリカプロラクトン、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ポリイミド、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマー、エチレン性不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマー、フルオロポリマー、およびこれらの組み合わせかなる群から選択される提供する工程と、
外側ベース層にこの分散液を適用する工程であって、前記外側ベース層が、伝導性基材にわたって提供される工程と前記適用された分散液を固化して、外側ベース層上に外表面コーティングを形成して、前記外表面コーティングが、約２μｍ〜約２０μｍの範囲の表面ラフネスＲｚを有するようにする工程を含む、方法。
＜８＞ 前記複数のＣＮＴおよび１つ以上のポリマーを含む分散液が、約５％〜約６０％の範囲の固形分重量％を有する、＜７＞に記載の方法。
＜９＞ 前記１つ以上のポリマーが、前記外表面コーティング内に分散された約２０ｎｍ〜約１０μｍの範囲の平均粒径を有する複数のポリマー粒子を含む、＜７＞に記載の方法。
＜１０＞ 前記外側ベース層が、約１０６Ω／□〜約１０１３Ω／□の範囲の表面抵抗率を有する、＜７＞に記載の方法。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】