JPH11349721A

JPH11349721A - 導電性スポンジロ―ルの製造方法

Info

Publication number: JPH11349721A
Application number: JP11110399A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ikeda; 昌弘池田; Yoji Shimizu; 清水　　洋二; Toshiji Kasahara; 利次笠原; Yoshihiko Sekiguchi; 好彦関口
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-04-19
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】成形後の体積固有抵抗値が、１０^３〜１０
^９ Ωcmの領域内から選ばれた体積固有抵抗値に容易に
設定できる、物性的に安定した導電性スポンジロール用
組成物、その成形体からなる導電性スポンジロール及び
その製造方法。【解決手段】一般式ＣＨ_２＝ＣＨ−［ＳｉＲ_２Ｏ］
_ｍ −ＣＨ＝ＣＨ_２で示されるビニル基含有オルガノポ
リシロキサン１００重量部、一般式ＣＨ_２＝ＣＨ−
［ＳｉＲ_２Ｏ］_ｎ −ＳｉＲ_３で示されるオルガノハ
イドロジェンポリシロキサン０．１〜２０重量部、導電
性付与剤としてのカーボンブラック３〜５０重量部、発
泡剤０．５〜１０重量部及び触媒量の白金系触媒を含有
してなる、成形後の体積固有抵抗値が、１０^３〜１０
^９ Ωcmの領域内から選ばれた体積固有抵抗値に容易に
設定できる導電性スポンジロール用組成物、この組成物
を芯金に設けた導電性スポンジロール、及び芯金と共に
押し出して芯金の表面に層形成させ、１５０〜４００℃
の温度に加熱して加硫発泡させる導電性スポンジロール
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ機器として使
用されるレーザービームプリンターや、複写機等の現像
部に使用されるトナー搬送用ロール、紙送りロール（給
紙ロール、搬送ロール）等の導電性スポンジロールの製
造に用いる組成物、及び１０^３〜１０^９Ωcmの領域内
における体積固有抵抗値の設定が容易な導電性スポンジ
ロール用組成物を用いた導電性スポンジロールの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザービームプリンターや、複
写機等の現像部に使用されるトナー搬送用ロール（トナ
ー搬送ロール、転写ロール、感光ドラムクリーニングロ
ール、帯電ロール、現像ロール）等や紙送りロール等
は、そのトナー等の搬送力の点から１０^３〜１０^９ Ω
cmの体積固有抵抗値をもつ導電性のものを使用してい
る。この導電性ロールは、これを使用する機器の小型
化、軽量化の面から、また現像性の品質向上の面から
も、低圧力でより大きな接触面積を必要とするため、硬
ゴムタイプの導電性ゴムに替えて導電性スポンジロール
が使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記導電性スポンジロ
ールに使用されるゴム材料の体積固有抵抗値の調整は、
その導電性付与剤であるカーボンブラックの添加量の調
整により行なうのが一般的であるが、１０^３〜１０^９
Ωcmの体積固有抵抗値の領域においては、例えば、発泡
条件や発泡セル径、発泡の均一性等の諸条件及び導電性
付与剤であるカーボンブラックの添加量が微量変わって
もその抵抗値が大きく変わる、非常に安定性に欠ける領
域であるため、抵抗値の設定および、安定した製品を得
るのは難しい。それ故、これを補完するために合成ゴム
製スポンジゴム成形体上に導電性粉末を焼付け処理をし
たり、また導電性塗料を塗布焼付けた導電性スポンジロ
ールも使用されたが、その焼付け量や塗布量のバラツキ
により導電性が不安定なものとなるばかりでなく、製造
工程が複雑になるためコスト高となるという不利があっ
た。

【０００４】また、導電性スポンジロールのベースとな
るスポンジゴムは、ＣＲ、ウレタン等の合成ゴムである
ため、環境に対する物性変化が大きく、特に圧縮に対す
る歪特性が非常に悪いものである。そこで、環境に対す
る物性変化が小さく、特に圧縮に対する歪特性に優れた
シリコーンゴムの導電性スポンジロールについて検討し
たが、発泡過程と加硫（硬化）過程のバランスが非常に
とりにくく、発泡セルが均一で、物性面でも安定したシ
リコーンゴム導電性スポンジロールを製造するのは困難
であり、結果として得られた導電性スポンジロールは、
体積固有抵抗値のバラツキが大きいものとなっていた。

【０００５】したがって、本発明の課題は、１０^３〜
１０^９ Ωcmの領域内で体積固有抵抗値の設定が容易で
あり、かつその抵抗値の安定性が高い、即ちバラツキが
小さい、物性的に安定した導電性スポンジロール用組成
物、及びその組成物を用いた導電性スポンジロール並び
にその製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の導電性スポンジ
ロール用組成物は、一般式が後述する（１）式で示され
るビニル基含有オルガノポリシロキサン１００重量部、
一般式が同じく後述する（２）式で示されるオルガノハ
イドロジェンポリシロキサン０．１〜２０重量部、導電
性付与剤としてのカーボンブラック３〜５０重量部、発
泡剤０．５〜１０重量部、及び触媒量の白金系触媒を含
有してなり、成形後の体積固有抵抗値が、１０^３〜１
０^９ Ωcmの領域内から選ばれた体積固有抵抗値に設定
が容易な組成物である。また、本発明の導電性スポンジ
ロールは、芯金上に上記組成物を成形した成形体を設け
た構成であり、さらに、本発明の導電性スポンジロール
の製造方法は、上記組成物を、芯金と共に押し出して芯
金の表面に層形成させ、１５０〜４００℃の温度に加熱
して加硫発泡させて、１０^３〜１０^９ Ωcmの領域内か
ら選ばれた体積固有抵抗値の設定を容易にしている。さ
らにまた、本発明の製造方法では、使用される上記組成
物に、非アシル系有機過酸化物を併用して圧縮永久歪特
性を改良させる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をさら
に具体的に説明する。本発明に用いるビニル基含有オル
ガノポリシロキサンは、下記一般式（１）、

【０００８】

【化３】

【０００９】（ここでＲは、メチル基、エチル基、ビニ
ル基、フェニル基から選択される同一または、異種の１
価炭化水素基、ｍは１００〜１０，０００の整数）で表
わされる化合物である。このオルガノポリシロキサン
は、ビニル基含有量が例えば０．０５〜３．０モル％程
度のものが好ましい。また、本発明に用いるオルガノハ
イドロジェンポリシロキサンは、下記一般式（２）、

【００１０】

【化４】

【００１１】（ここでＲは、水素基、メチル基、フェニ
ル基から選択される基、ｎは１０〜１，０００の整数）
で表わされる化合物類であって、分子中に少なくとも２
個のけい素原子に結合した水素原子を有するものであ
る。

【００１２】発泡剤は、限定ではなく、単に例示の目的
であげると、２．２′−アゾビスイソブチロニトリル
（以下ＡＩＢＮと略す）、アゾジカルボンアミドが代表
的であるが、その他通常知られている発泡剤を用いるこ
ともできる。

【００１３】白金系触媒としては、通常用いられる塩化
第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールの
反応物、塩化白金酸とオレフィン類の錯体、塩化白金酸
とビニルシロキサンの錯体等が含まれる。本発明に用い
られる導電性付与剤としてのカーボンブラックは、例え
ばアセチレンブラック、ケッチェンブラック及びファー
ネスブラックが代表的に挙げられる。

【００１４】本発明の組成物は、前記ビニル基含有オル
ガノポリシロキサンに、その１００重量部当たり、オル
ガノハイドロジェンポリシロキサン０．１〜２０重量
部、カーボンブラック３〜５０重量部、発泡剤０．５〜
１０重量部及び触媒量の白金系触媒を含有させて成るも
のである。前記組成物において、オルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンの添加量が０．１重量部未満では硬化
しがたく、所望のゴム物性が得難く、また、２０重量部
を超えるとオーバーキュアによりゴム強度が低下してし
まうので好ましくない。

【００１５】更に、オルガノポリシロキサンとオルガノ
ハイドロジェンポリシロキサンの上記範囲割合は、オル
ガノポリシロキサン中に含まれるビニル基濃度：Ｖに対
しオルガノハイドロジェンポリシロキサン中の水素基濃
度：ＨがＨ／Ｖ＝１．０〜８．０の範囲になるように設
定するのが望ましい。このＨ／Ｖが１．０よりも小さい
と加熱硬化しがたく所望のゴム物性を得ることが困難に
なるし、８．０を超えるとオーバーキュアとなり、ゴム
強度が低下しやすくなるので好ましくない。

【００１６】また、カーボンブラックの添加量が３重量
部より少ないと導電性が小さすぎ、５０重量部を超える
と、著しくゴム物性が低下する。さらに、発泡剤の添加
量が、０．５重量部より少ないと実質的に発泡体となら
ず、１０重量部を超えると、異常な発泡を生じ、均一な
セル径を有する発泡体が得られない。白金系触媒は、通
常知られた触媒有効量、例えばポリシロキサンの合計量
に基づいて０．０１〜０．５重量％の範囲量が好適に用
いられるが、発泡硬化温度及び時間によって、多少変更
できる。

【００１７】また、本発明の組成物の他には、本発明に
なる導電性スポンジロールの所望物性を損なわない程度
で、他の添加剤を混合使用することができる。特に発泡
成形して得られる導電性スポンジロールの強度を向上さ
せるために補強用充填剤を添加することが有効である。
そのような補強性充填剤としては、乾式性シリカ、湿式
性シリカ、けいそう土、補強用カーボンブラック、これ
らに疎水処理したもの等が含まれる。

【００１８】その添加量は、ビニル基含有オルガノポリ
シロキサン１００重量部に対し、１０〜１２０重量部が
好ましく用いられる。その量が１０重量部より少ないと
得られる導電性スポンジロールの強度の向上が十分に望
めなく、１２０重量部よりも多いと導電性スポンジロー
ルとしての弾性が失われてしまいやすいので不都合であ
る。

【００１９】また、場合によっては付加反応速度遅延
剤、例えば、有機窒素化合物、アルキン系化合物、錫化
合物を用いて加硫速度の調整を行なってもよい。また、
さらに前記したように、非アシル系有機過酸加物を併用
して圧縮永久歪特性をより改良されたものとするのが良
い。

【００２０】本発明によれば、導電性付与剤としてのカ
ーボンブラックの添加量（３〜５０重量部）と発泡剤の
添加量（０．５〜１０重量部）を調整し、さらに加熱処
理の温度と時間を選択することにより体積固有抵抗値が
１０^３〜１０^９ Ωｃｍの範囲のなかから所望の体積固
有抵抗値が容易に設定される導電性スポンジロールが得
られる。体積固有抵抗値の小さい導電性スポンジロール
を得るには、導電性付与剤としてのカーボンブラックの
添加量を相対的に多くし、逆に体積固有抵抗値の大きい
導電性スポンジロールを得るには、導電性付与剤として
のカーボンブラックは相対的に少量添加する。

【００２１】本発明による導電性スポンジロールの製造
において、発泡倍率は、１．２倍〜１０倍の間が好まし
い。１．２倍より小さいと実質的に発泡体とならず、ま
た１０倍を超えると、得られるスポンジの弾性強度が著
しく低下し、導電性も１０^９Ωcmを超えるものとなりや
すいからである。

【００２２】上記発泡倍率の調整方法は、従来公知のよ
うに発泡剤の添加量を調整することにより行われる。す
なわち、添加量を増やすと、発泡倍率が上がり、減らす
と発泡倍率が下がるという方法を用いるか、金型を用い
て、その寸法調整により強制的に発泡倍率をコントロー
ルするか、もしくは、発泡、加硫時の加熱温度を調整す
なわち、低温で発泡・加硫させると、発泡倍率は低くな
り、比較的高温で発泡、加硫させると発泡倍率が高くな
るなどの方法を用いればよい。加熱温度の好ましい範囲
は、通常１５０〜４００℃である。

【００２３】本発明では、カーボンブラックの添加量
と、上記発泡倍率との組合せにより、体積固有抵抗１０
^３〜１０^９ Ωcmの範囲内の、ある特定の抵抗値に容易
に設定が可能となり、またその抵抗値のバラツキの少な
い導電性スポンジロールを得ることができる。

【００２４】本発明の導電性スポンジロールの製造方法
は、組成物をまずクロスヘッドダイ付き押出し機を使用
して芯金とともに連続的に押出し成形し、芯金上に未発
泡、未加硫の均一厚さのシリコーンゴム層を形成した
後、これを加熱し、発泡、加硫させることにより行われ
る。上記芯金にはシリコーンゴムの押出し成形に先立っ
て、公知のように、事前にプライマー処理を施しておく
ことが好ましく、また加熱手段としては、熱風乾燥炉、
赤外、遠赤外、加硫炉、ＵＨＦ波加硫炉等が用いられ
る。

【００２５】

【実施例】［実施例１］ビニル基含有オルガノポリシロ
キサン［信越化学工業（株）製商品名、ＫＥ１５１ｕ］
１００重量部に、オルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン（同、Ｃ−１５３Ａ）３重量部、白金触媒（同、Ｃａ
ｔ−ＰＬ−２）０．５重量部、導電性カーボンブラック
［ライオン（株）製商品名、ケッチェンブラックＥＣ］
１０重量部を加えたシリコーンゴム組成物に、発泡剤Ａ
ＩＢＮを加えて配合、混練後２ｍｍの厚さでシート状に
分出しした。

【００２６】これを熱風乾燥炉中で２５０℃で１０分間
加熱し、発泡加硫させたのち、再び乾燥炉中で２００
℃、４時間後、処理した。上記発泡剤の添加量（重量
部）を変えた各種組成物についても同様にシートを作製
し、加熱発泡させて各種物性を測定した。その結果、発
泡剤の添加量によって、発泡倍率が変化し、それにとも
ない体積固有抵抗値も変化したが、それぞれのスポンジ
はセル径が均一でその抵抗値は、バラツキの少ないもの
であった。結果を表１（添加量はいずれも重量部）に示
す。

【００２７】

【表１】

【００２８】［実施例２］実施例１と同配合で発泡剤Ａ
ＩＢＮの添加量を５重量部に固定して、導電性スポンジ
ロール用組成物を得た。この組成物で加熱条件を変え発
泡倍率を調整したところ表２のような測定値を得た。

【００２９】

【表２】

【００３０】［実施例３］実施例２の配合に有機過酸化
物ジクミルパーオキサイドを１重量部加え、物性の比較
を行なったところ諸物性が向上し、特に圧縮永久歪特性
が向上した。その結果を表３に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】［実施例４］ビニル基含有オルガノポリシ
ロキサン［信越化学工業（株）製商品名、ＫＥ１５１
ｕ］１００重量部に、オルガノハイドロジェンポリシロ
キサン（同、Ｃ−１５３Ａ）２．５重量部、白金触媒
（同、Ｃａｔ−ＰＬ−２）０．０５重量部、カーボンブ
ラック［ライオン（株）製商品名、ケッチェンブラック
ＥＣ］６重量部を加えた導電性シリコーンゴム組成物
に、発泡剤ＡＩＢＮの添加量を変えて、導電性スポンジ
用組成物を得た。この組成物を押出し機を使用して、あ
らかじめプライマー処理を行なったステンレス製芯金
（φ１０ｍｍ×長さ３００ｍｍ）と共に、ゴム外径φ１
５ｍｍにし、一体押し出しした後、熱風乾燥炉中で２５
０℃，３０分間加熱し発泡加硫させた。次いで、これを
再び乾燥炉中に入れ、２００℃の温度で４時間加熱処理
した。

【００３３】得られた導電性スポンジロールの発泡倍率
を測定した後、円筒研削盤にて外径φ１６ｍｍまで研削
加工をし、長さを２６０ｍｍにカット加工した。この導
電性スポンジロールを、金属製板上に置き、芯金両端に
１００ｇの荷重をかけ導電性スポンジロールを金属板に
押しつけた状態で芯金と金属板との間の抵抗値を測定し
た。その結果を表４に示す。表４から、発泡倍率の変化
にともない、製品としての導電性スポンジロールの抵抗
値も容易に変化し、セル径の均一な導電性スポンジロー
ルが得られることがわかる。

【００３４】

【表４】

【００３５】上記各表中の発泡倍率は、発泡加硫前後の
比重により求めた。また、体積固有抵抗値は、幅（Ｗ）
１０ｍｍのシートの長さ（Ｌ）３０ｍｍの位置をクリッ
プではさみ、ＤＣ１００Ｖ印加時の抵抗（Ｒ）を測定
し、シート厚さ（ｔ）としたとき、（Ｒ×Ｗ×ｔ）／Ｌ
の式により算出した。

【００３６】

【発明の効果】本発明の組成物を用いて製造される導電
性スポンジロールは、均一なセル径を有する発泡体ロー
ルであるため、従来、非発泡の硬ゴム導電性ロールで
は、安定した製品が得られなかった、１０^３〜１０^９
Ωｃｍの領域内から選ばれた体積固有抵抗値の設定が容
易で安定した導電性を有する導電性スポンジロールが簡
単に製造できる。また、スポンジ成形後に導電性を後加
工で付与する従来の方法に比較して、安価に製造でき
る。さらに、本発明の導電性スポンジロールは、その発
泡倍率を調整することによりその導電性をコントロール
することができるので、従来公知である、導電付与剤と
してのカーボンブラックの添加量を調整することにより
導電性をコントロールする方法よりも、１０^３〜１０
^９ Ωcmの領域内から選ばれた特定の体積固有抵抗値へ
の設定が容易であり、かつ安定した導電性を有する製品
を得ることができる。その他、本発明の製造方法により
得られた導電性スポンジロールは、シリコーンゴムがベ
ースなので環境による変化が少なく、特に圧縮に対する
歪特性が良好である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 21/10 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１２ // Ｃ０８Ｌ 83:04 (72)発明者関口好彦埼玉県児玉郡神川町大字元原字豊原300番５信越ポリマー株式会社児玉工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式が下記（１）式で示されるビニル基
含有オルガノポリシロキサン１００重量部、一般式が下
記（２）式で示されるオルガノハイドロジェンポリシロ
キサン０．１〜２０重量部、導電性付与剤としてのカー
ボンブラック３〜５０重量部、発泡剤０．５〜１０重量
部、及び触媒量の白金系触媒を含有してなり、成形後の
体積固有抵抗値が、１０^３〜１０^９ Ωcmの領域内から
選ばれた体積固有抵抗値に容易に設定できることを特徴
とする導電性スポンジロール用組成物。【化１】（ここでＲは、メチル基、エチル基、ビニル基、フェニ
ル基から選択される同一または、異種の１価炭化水素
基、ｍは１００〜１０，０００の整数）【化２】（ここでＲは、水素基、メチル基、フェニル基から選択
される基、ｎは１０〜１，０００の整数）
【請求項２】芯金上に、請求項１の組成物を、成形して
なる導電性スポンジロール。
【請求項３】請求項１の組成物を、芯金と共に押し出し
て芯金の表面に層形成させ、１５０〜４００℃の温度に
加熱して加硫発泡させることを特徴とする、１０ ^３〜
１０^９ Ωcmの領域内から選ばれた体積固有抵抗値に設
定が容易な導電性スポンジロールの製造方法。
【請求項４】請求項１で用いた組成物に、さらに非アシ
ル系有機過酸化物を併用して圧縮永久歪特性をより改良
させることを特徴とする請求項３に記載の１０^３〜１０
^９ Ωcmの領域内から選ばれた体積固有抵抗値の設定が
容易な導電性スポンジロールの製造方法。