JPH07247384A

JPH07247384A - 導電性発泡ゴム組成物およびその成形体並びに導電性ゴムロール

Info

Publication number: JPH07247384A
Application number: JP6067812A
Authority: JP
Inventors: Mijuro Takechi; 三十郎武知; Masamichi Uragami; 正道浦上
Original assignee: Kuraray Plastics Co Ltd
Current assignee: Kuraray Plastics Co Ltd
Priority date: 1994-03-10
Filing date: 1994-03-10
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【構成】ゴムとゴム１００重量部に対してカーボンブ
ラック１０〜１００重量部および黒鉛１０〜１００重量
部並びに発泡剤を配合した導電性発泡ゴム組成物、およ
びこれを成形、加硫した成形体並びに前記導電性発泡ゴ
ム成形体を軸体の外周に形成した導電性ゴムロールであ
る。さらに導電性ゴムロールの外周に半導電性非発泡体
層を形成した複合ロールである。【効果】この導電性発泡ゴム組成物は、加工成形性が
良く、体積抵抗率が経時的にほとんど変化しない。ま
た、体積抵抗率が広範囲で調整可能であり、圧縮永久歪
が低い導電性発泡ゴム成形体が得られ、耐久性に優れて
いるので電子写真複写機等の導電性発泡ゴムロールおよ
び複合ロールに適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機等の
ロール、例えば帯電ロール、現像ロール、転写ロール、
クリーニングロール等の導電性発泡ゴムロールおよび複
合ロール並びに該ロール形成に用いられるのに好適な導
電性発泡ゴム組成物および導電性発泡ゴム成形体に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等の接触複写機構は、一
般的に、次の各機構からなる。１．感光ドラムの外周面を帯電ロールにより帯電させ
る。２．被複写像を介して感光ドラム外周面を露光する。３．現像ロール上にトナーを摩擦帯電し、これを感光ド
ラムの静電潜像と接触させトナー像を形成する。４．感光ドラムの表面に形成されたトナー像を転写紙に
転写し、定着する。５．感光ドラムをクリーニングロールによりクリーニン
グし、除電する。上記各機構とも各種のロールが使われ、静電気を精密に
コントロールする為、近年ますますそのロール素材に対
する要求性能は厳しくなっている。特に帯電ロール、現
像ロール、転写ロール、クリーニングロール等のロール
を構成する素材の体積抵抗率規格は１桁以内、例えば１
０⁴〜１０⁵Ω・ｃｍの範囲内にあることが要求されてい
る。

【０００３】このような導電性ロール、例えば転写ロー
ルの構成は金属製軸体の外周に、導電性発泡体層が形成
された単層構造の導電性ロールか、あるいは上記導電性
発泡体層の外周に半導電性非発泡体層を形成した２層構
造の複合ロールがある。上記導電性発泡体層の素材は、
従来、．熱可塑性エラストマーに導電材としてカーボンブラ
ックを配合し発泡させたもの。．ゴムに導電材としてカーボンブラックを配合し発泡
加硫させたもの。等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の素材は圧縮永久歪値（７０℃×２２時間、５０％圧
縮）が、９７〜１００％と大きい為に、使用中導電性発
泡体層とその外周の半導電性非発泡体層の間に空隙が発
生し、クリアな画像が得られなくなる。よって、上記圧
縮永久歪値は８０％以下にする必要がある。の素材は、ゴムを発泡加硫する事により、上記圧縮永
久歪値を８０％以下にする事は可能となったが、体積抵
抗率の経時的な変化が問題である。さらには、例えばカ
ーボンブラックとして導電性に優れたケッチェンブラッ
クを使用した場合、ケッチェンブラックは微粉末のため
に未加硫ゴム生地のムーニー粘度を上昇させてしまい加
工成形性が低下するという問題が生じている。結局、電
子写真複写機等に使用される導電性発泡ゴムロールにお
いて十分な特性を有するものが出来ないという課題があ
った。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、加工成形性がよく、低圧縮永久歪でかつ体積
抵抗率の経時安定性に優れた、導電性発泡ゴム組成物お
よびその成形体並びに導電性発泡ゴムロールおよび複合
ロールを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らが、上述の目
的を達成する為に研究を重ねた結果、本発明の導電性発
泡ゴム組成物は、ゴムとゴム１００重量部に対してカー
ボンブラック１０〜１００重量部および黒鉛１０〜１０
０重量部並びに発泡剤を配合したものである。

【０００７】上記構成の導電性発泡ゴム組成物を成形、
加硫することにより導電性発泡ゴム成形体が得られる。

【０００８】上記構成の導電性発泡ゴム組成物を、軸体
の外周に被覆成形、加硫された導電性発泡ゴム層を有す
る導電性ゴムロールか、または、さらに上記導電性発泡
ゴム層の外周に半導電性非発泡体層を形成した複合ロー
ルであれば、電子写真複写機等に好適に使用できる。

【０００９】上記導電性発泡ゴム成形体または層の体積
抵抗率は１０⁰〜１０¹²Ω・ｃｍの広範囲で製造可能で
あるが、電子写真複写機等の導電性発泡ゴムロールまた
は複合ロールの発泡体層としての体積抵抗率は１０²〜
１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲が好ましい。

【００１０】上記のゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、
イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム
（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ、
ＮＩＲ、ＮＢＩＲ）等のジエン系ゴム、ブチルゴム（Ｉ
ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコ
ーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、
塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、
ＡＮＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）、
フッ素ゴム（ＦＦＫＭ、ＦＫＭ）、多硫化ゴム（ＯＴ、
ＥＯＴ）等の非ジエン系ゴム等があげられるが、電子写
真複写機等の導電性発泡ゴムロールおよび複合ロールと
しての導電性発泡ゴム組成物は、エチレンプロピレンゴ
ム（ＥＰＤＭ）またはクロロプレンゴム（ＣＲ）若しく
はそれらの混合物が比較的加工成形性と共に劣化特性が
良く、安価な為に好ましく用いられる。

【００１１】上記のカーボンブラックは、特に限定され
るものではなく従来公知のケッチェンブラックＥＣ、ア
セチレンブラック等の導電性カーボンブラック、ＳＡ
Ｆ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、Ｆ
Ｔ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック等があげられ、ゴ
ム１００重量部に対して５〜１５０重量部配合可能であ
るが導電性および成形加工性等考慮して、単独または混
合したカーボンブラックをゴム１００重量部に対して５
〜１５０重量部、好ましくは１０〜１００重量部用い
る。

【００１２】上記の黒鉛は、鱗片状黒鉛、人造黒鉛、塊
状黒鉛、高純度黒鉛粉末、酸処理黒鉛粉末、薄片化黒鉛
粉末、表面処理黒鉛粉末等があげられ純度は固定炭素で
８１．５〜９９．０％のものがあり導電性能上９７．５
％以上のものが望ましく、黒鉛粒径は３μｍ以下のもの
を選択して使用する事が物性面で有利である。配合量
は、導電性、加工性の面から上記のゴム１００重量部に
対して５〜１５０重量部用いることが可能であるが、好
ましいのは１０〜１００重量部である。

【００１３】上記の発泡剤は従来公知のものが用いら
れ、例えばＮ，Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラ
ミン（ＤＰＴ）、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジニ
トロソテレフタルアミド等のニトロソ化合物、アゾジカ
ルボンアミド（ＡＺＣ）、アゾビスイソブチロニトリル
（ＡＢＩＮ）を主成分とする複合発泡剤等のアゾ化合
物、ベンゼンスルホニルヒドラジド（ＢＳＨ）、トルエ
ンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）、Ｐ−Ｐ′−オキシ
ビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）等
のスルホニルヒドラジド化合物をはじめとする有機発泡
剤等がある。これら発泡剤は、単独で若しくは併せて用
いられる。これら発泡剤の配合量は、加硫装置の加硫条
件により目的の発泡倍率となるように決める。

【００１４】なお、上記組成物には、上記のゴム、カー
ボンブラック、発泡剤以外にも従来公知の発泡ゴム用配
合剤として、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加工
助剤、軟化剤、発泡助剤、老化防止剤等を用いる。

【００１５】そして、上記組成物の未加硫状態での変形
を最小限にするためにムニー粘度ＭＬ₁₊₄（１００℃）
を４５〜６０とすることが好ましく、更には、その粘度
範囲を±３以内にコントロールすることが好ましい。

【００１６】上記ゴム組成物の混練工程は、通常のバン
バリーミキサーあるいはニーダー等の混練機を使用して
混練りし、次に未加硫ゴム組成物をロールでシーティン
グするが、早期加硫防止の為には、ロール表面温度を６
０℃以下に保ち、未加硫ゴム組成物の温度が７０℃以上
にならないようにすることが好ましい。

【００１７】未加硫ゴム組成物の成形方法としては、プ
レス成形、射出成形によって発泡加硫させることもでき
るが、生産性の点から、押出成形することが好ましい。
押出成形の方法としては、押出機でチューブ状に押し出
した後、高周波型、熱風型若しくは遠赤外線型またはこ
れらの組み合わせの加硫機により発泡加硫する方法等が
採用できる。

【００１８】上記複合ロールを構成する半導電性非発泡
体層としては、８−ナイロン、シリコーンゴム、エピク
ロルヒドリンゴム等の合成樹脂に、導電材としてケッチ
ェンブラック等のカーボンブラック、さらに必要に応じ
て加硫剤等の添加剤を配合したものが採用できる。ま
た、複合ロールを得るためには、上記導電性発泡ゴム層
の外周に半導電性非発泡体層を形成する方法として、上
記半導電性非発泡体層の配合物を有機溶剤に溶解して上
記導電性発泡ゴム層の外周に塗布−乾燥する方法、およ
び上記半導電性非発泡体層の配合物を押出成形したもの
に上記導電性発泡ゴム層を挿入する方法が採用できる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるも
のではない。

【００２０】〔実施例（１）〜（６）及び比較例（１）
〜（４）〕表１に示した配合処方に従って通常のゴム混
練用ニーダーとロールにて混練りし、未加硫ゴム組成物
を得た。次に、上記未加硫ゴム組成物を押出機に投入し
てチューブ状に押出し、これを連続的に熱風型加硫機に
て１７０〜２１０℃で発泡加硫し、内径９ｍｍ×外径２
１ｍｍのチューブ状本発明導電性発泡ゴム成形体および
比較例導電性発泡ゴム成形体を得た。なお、上記押出機
の温度設定は、スクリュー部５０℃、シリンダー部６５
℃、ヘッド部８５℃、ダイス部９５℃と設定した。

【００２１】次に、実用耐久性試験用として、上記チュ
ーブ状本発明導電性発泡ゴム成形体および比較例導電性
発泡ゴム成形体を長さ２７０ｍｍにカットし、直径１０
ｍｍの金属製ロールを挿入した。そして、上記導電性発
泡ゴムロールの外径が２０ｍｍとなるように外周面を研
磨し、８−ナイロンにケッチェンブラックを配合した厚
み６０μｍの半導電性非発泡体層を被覆し、複合ロール
を得た。このとき、導電性発泡体層と半導電性非発泡体
層を合わせた体積抵抗率が１０⁷Ω・ｃｍとなるように
半導電性非発泡体層のカーボンブラック配合量を決め
た。

【００２２】

【表１】＊１：エスプレン５０５Ａとエスプレン６０６（住友
化学工業社製）を重量比８０対２８で混合したもの。＊２：デンカブラック（電気化学工業社製）＊３：グラファイトＨＯＰ（日本黒鉛工業社製）＊４：ジニトロソペンタメチレンテトラミン（セルマ
イクＡ、三協化成社製）＊５：尿素系発泡助剤（セルトンＮ、三協化成社製）＊６：微粉硫黄（軽井沢製練所製）＊７：ノクセラー（大内新興化学工業社製）＊８：亜鉛華Ｎｏ，１（正同化学工業社製）＊９：ルナックＳ−２０（花王社製）＊１０：ダイアナプロセスＰＷ−３８０（出光興産社
製）＊１１：ストラクトールＷＢ２１２とストラクトールＷ
Ｂ１６（エスアンドエスジャパン社製）を重量比１対１
で混合したもの。

【００２３】前述のようにして得たチューブ状の本発明
導電性発泡ゴム成形体および比較例導電性発泡ゴム成形
体について体積抵抗率の静的・動的経時変化、実用耐久
性を測定した。その結果は、体積抵抗率の動的経時変
化、実用耐久性を表２に、体積抵抗率の静的経時変化を
表３に示した。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】加工成形性については、実施例（１）〜
（６）のいずれも良好であり、圧縮永久歪値（７０℃×
２２時間、５０％圧縮）は、実施例（１）〜（６）のい
ずれも７５〜８０％であり、電子写真複写機等の導電性
発泡ゴムロールとして良好な値であった。

【００２７】上記体積抵抗率は、上記チューブ状の導電
性発泡ゴム組成物を長さ４５ｍｍにカットし、カット両
端面に導電塗料を塗布した後に、常温常湿（２５℃、５
０％ＲＨ）の環境下で、抵抗率計（Ａ．横河電気製デジ
タルマルチメーター２５０２Ａ、Ｂ．タケダ理研製ハイ
メガオームメーターＴＲ８６０１）を使用し、印加電圧
（前記抵抗率計Ａは１〜１０Ｖ、Ｂは１０〜５００Ｖ）
をかけて、測定した。なお、体積抵抗率の静的経時変化
は、上記チューブ状導電性発泡ゴム組成物を常温常湿
（２５℃、５０％ＲＨ）の環境下で保存した結果であ
る。更に、体積抵抗率の動的経時変化は、上記長さ４５
ｍｍのチューブ状導電性発泡ゴム組成物に直径１０ｍｍ
の金属製ロールを挿入したものを、直径１３４ｍｍの表
面が平滑な金属ロールに、１．５ｋｇｆの荷重で押しつ
けながら、導電性発泡ゴム組成物側のロールを駆動し
て、３４０ｒｐｍの回転数で、５０万回回転させた後
に、体積抵抗率を測定した。

【００２８】上記実用耐久性は、キヤノン社製電子写真
複写機ＮＰ−６０３０の転写ロールとして、本発明複合
ゴムロールまたは比較例複合ゴムロールを採用して３ケ
月間実際に使用した。そして、黒ベタ複写画像にムラが
無かったものを○、ムラ、カスレが発生したものを×と
して示した。

【００２９】上記表２および表３の結果から、実施例品
は、どの体積抵抗率レベルでも、３６０日という長期間
の静的経時変化と、過酷な動的経時変化において体積抵
抗率の経時変化がほとんどなかった。さらには実用耐久
性で、実施例品は比較例品よりも優れた耐久性を示し
た。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、導電性発泡ゴム組成物
およびその成形体の導電性付与物質として、カーボンブ
ラックと黒鉛を組み合わせたので、加工成形性が良く、
体積抵抗率が経時的にほとんど変化しない。さらに、体
積抵抗率が広範囲で調整可能であり、圧縮永久歪が低い
導電性発泡ゴム組成物およびその成形体が得られ、耐久
性に優れるので、電子写真複写機等の導電性発泡ゴムロ
ールおよび複合ロールに好適に使用できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴムとゴム１００重量部に対してカーボ
ンブラック１０〜１００重量部および黒鉛１０〜１００
重量部並びに発泡剤を配合した導電性発泡ゴム組成物。
【請求項２】請求項１記載の導電性発泡ゴム組成物を
成形、加硫した導電性発泡ゴム成形体。
【請求項３】請求項１記載の導電性発泡ゴム組成物を
軸体の外周に被覆成形、加硫された導電性発泡ゴム層を
有する導電性ゴムロール。
【請求項４】請求項１記載の導電性発泡ゴム組成物を
軸体の外周に被覆成形、加硫された導電性発泡ゴム層を
有し、さらに上記導電性発泡ゴム層の外周に半導電性非
発泡体層を有する導電性ゴムロール。
【請求項５】導電性発泡ゴム成形体の体積抵抗率が１
０²〜１０¹⁰Ω・ｃｍである請求項２記載の導電性発泡
ゴム成形体。
【請求項６】請求項５記載の導電性発泡ゴム層の体積
抵抗率が１０²〜１０¹⁰Ω・ｃｍである請求項３または
４記載の導電性ゴムロール。