CN105419016A - 导电性橡胶组合物和显影辊 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种可形成如下的显影辊的导电性橡胶组合物和使用了该导电性橡胶组合物的显影辊,上述显影辊为不包含环境依赖性高且成本高的离子导电性橡胶的电子导电性混配,而且不包含可增大显影辊的压缩永久变形或产生感光体的污染的软化剂或液态橡胶等,并且兼具比现状更好的柔软性。导电性橡胶组合物以NBR和/或SBR与EPDM作为橡胶成分,混配了硫、噻唑系交联促进剂、一硫化四甲基秋兰姆和二硫化四丁基秋兰姆。显影辊(1)由该导电性橡胶组合物构成。
Description
技术领域
本发明涉及导电性橡胶组合物和利用该导电性橡胶组合物形成的显影辊。
背景技术
例如在激光打印机、静电式复印机、普通纸传真机装置或它们的复合设备等利用电子照相法的成像装置中,大体上经过下述工序而在纸或塑料膜等纸张的表面形成图像。
首先,使具有光导电性的感光体的表面在带同样电的状态下曝光,在该表面形成与形成图像对应的静电潜像(带电工序→曝光工序)。
接下来,使作为微小的着色颗粒的调色剂在预先带有特定电位的电的状态下与感光体的表面接触。于是,调色剂根据静电潜像的电位图案而选择性地附着于感光体的表面,该静电潜像被显影成调色剂像(显影工序)。
接下来,将调色剂像转印至纸张的表面(转印工序),进而使其定影(定影工序),从而在上述纸张的表面形成图像。
另外,对于转印了调色剂像后的感光体,例如利用清洁刮板等除去残留于其表面的调色剂等,准备用于下次成像(清洁工序)。
在上述中的显影工序中,为了将形成于感光体表面的静电潜像显影成调色剂像,使用显影辊。
作为显影辊,例如已知将混配有环氧氯丙烷橡胶等离子导电性橡胶作为橡胶成分从而赋予了离子导电性的橡胶组合物成型为筒状并使上述橡胶成分交联所形成的显影辊(专利文献1等)。
但是,对赋予了离子导电性的显影辊来说,导电性的环境依赖性高,特别是在高温高湿环境与低温低湿环境下的电阻值具有较大差距,存在容易因环境差异而引起图像不良的问题。
另外,环氧氯丙烷橡胶等离子导电性橡胶的价格高,因此还存在显影辊难以低成本化的问题。
正在进行下述研究:将离子导电性橡胶及导电性炭黑等电子导电性导电剂合用以赋予电子导电性,与之相伴,减少离子导电性橡胶的混配比例,或者仅混配电子导电性导电剂而不混配离子导电性橡胶,从而抑制环境依赖性,实现低成本化。
但是,在混配导电性炭黑等电子导电性导电剂时,显影辊的柔软性降低、变硬,会产生其他新的问题。
即,容易产生调色剂的劣化,图像耐久性降低,或者使显影辊与感光体的表面压接时的压轧宽度变窄,形成图像的画质有可能降低。
图像耐久性是表示在将相同的调色剂用于反复成像时能够在多久之间良好地维持形成图像的画质的指标。
1次成像中仅使用收纳于成像装置的显影部的调色剂的很少的一部分,剩余的大部分调色剂在显影部内反复循环。因此,设置于显影部内与调色剂反复接触的显影辊会对调色剂造成多大损害,或者不造成损害、但在提高图像耐久性方面成为重要的关键。若图像耐久性降低,则在形成图像的黑色实心部分会产生白色纵纹,或者在空白部分产生模糊、画质降低。
因此,正在进行下述研究:混配油或增塑剂等软化剂,或者合用液态丁腈橡胶等液态橡胶作为橡胶成分(专利文献2),或者提高显影辊的柔软性。
但是,在混配软化剂或液态橡胶时,具有显影辊的压缩永久变形增大的倾向,压缩永久变形大的显影辊例如在成像装置的停止时继续与感光体压接的部位使该显影辊旋转等,即使解除压接也无法复原为原本的状态,即产生所谓的永久变形(ヘタリ),存在形成图像容易产生图像不均等图像不良的问题。
另外,特别是对软化剂来说还存在下述问题:在实施将显影辊组装入例如成像装置的显影单元中、以与感光体的表面接触的状态在高温高湿环境下长期间静置的保存试验时,软化剂容易渗出,所渗出的软化剂会污染感光体,容易在形成图像产生污染线等图像不良。
需要说明的是,虽然液态橡胶与其他橡胶成分交联,因此难以因渗出而产生感光体的污染,但是未交联而残留的低分子量成分、或液态橡胶所含有的油成分等会渗出,成为上述污染的原因。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5419958号公报
专利文献2:日本专利第4981160号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种可形成如下的显影辊的导电性橡胶组合物和使用了该导电性橡胶组合物的显影辊,上述显影辊为不包含环境依赖性高且成本高的离子导电性橡胶的电子导电性混配,而且不包含可增大显影辊的压缩永久变形或产生感光体的污染的软化剂或液态橡胶等,并且兼具比现状更好的柔软性。
用于解决课题的方案
本发明涉及一种导电性橡胶组合物,其包含橡胶成分、电子导电性导电剂、作为交联剂的硫以及交联促进剂,
上述橡胶成分为选自由丁腈橡胶和丁苯橡胶组成的组中的至少一种以及三元乙丙橡胶,
上述三元乙丙橡胶的混配比例为上述橡胶成分的总量100质量份中的10质量份以上70质量份以下,
上述硫的混配比例相对于上述橡胶成分的总量100质量份为0.5质量份以上1.5质量份以下,并且,
上述交联促进剂是相对于上述橡胶成分的总量100质量份为1.0质量份以上2.0质量份以下的噻唑系交联促进剂、0.1质量份以上0.5质量份以下的一硫化四甲基秋兰姆、以及0.2质量份以上1.5质量份以下的二硫化四丁基秋兰姆。
另外,本发明涉及一种显影辊,其包含上述本发明的导电性橡胶组合物。
发明的效果
根据本发明,可以提供一种可形成如下的显影辊的导电性橡胶组合物和使用了该导电性橡胶组合物的显影辊,上述显影辊通过以特定的比例混配上述特定的橡胶成分、电子导电性导电剂、硫以及特定的交联促进剂,从而为不包含(除去)环境依赖性高且成本高的离子导电性橡胶的电子导电性混配,而且不包含(除去)可增大显影辊的压缩永久变形或产生感光体的污染的软化剂或液态橡胶等,并且兼具比现状更好的柔软性。
附图说明
图1是示出本发明的显影辊的实施方式的一例的立体图。
具体实施方式
《导电性橡胶组合物》
本发明的导电性橡胶组合物的特征在于,
其包含橡胶成分、电子导电性导电剂、作为交联剂的硫以及交联促进剂,
上述橡胶成分为选自由丁腈橡胶(下文中有时简称为“NBR”)和丁苯橡胶(下文中有时简称为“SBR”)组成的组中的至少一种以及三元乙丙橡胶(下文中有时简称为“EPDM”),
上述EPDM的混配比例为上述橡胶成分的总量100质量份中的10质量份以上70质量份以下,
上述硫的混配比例相对于上述橡胶成分的总量100质量份为0.5质量份以上1.5质量份以下,并且,
上述交联促进剂是相对于上述橡胶成分的总量100质量份为1.0质量份以上2.0质量份以下的噻唑系交联促进剂、0.1质量份以上0.5质量份以下的一硫化四甲基秋兰姆、以及0.2质量份以上1.5质量份以下的二硫化四丁基秋兰姆。
〈橡胶成分〉
作为橡胶成分,如上所述使用选自由NBR和SBR组成的组中的至少一种与EPDM。即,橡胶成分限定为EPDM、NBR和SBR这3种;EPDM和NBR这2种;或EPDM和SBR这2种;中的任一种组合。不混配离子导电性橡胶等其他橡胶成分。但是,EPDM、NBR和SBR分别可以合用2种以上。
(EPDM)
作为EPDM,通过在乙烯和丙烯中加入少量的第3成分(二烯成分)而在主链中导入了双键的各种EPDM均可使用。作为EPDM,提供基于第3成分的种类、量不同的各种产品。作为代表性的第3成分,例如可以举出亚乙基降冰片烯(ENB)、1,4-己二烯(1,4-HD)、双环戊二烯(DCP)等。
另外,作为EPDM,有加入填充油而调整了柔软性的充油型的EPDM以及不加入填充油的非充油型的EPDM,本发明中为了防止感光体的污染,使用非充油型的EPDM。
可以使用这些EPDM中的1种或2种以上。
特别优选为非充油型、高二烯量ENB系、且门尼粘度ML(1+4)100℃为50以下的EPDM。
作为满足该条件的EPDM,例如可以举出住友化学株式会社制造的ESPRENE(注册商标)505A[二烯含量:9.5%、门尼粘度ML(1+4)100℃:47]、三井化学株式会社制造的三井EPTX-4010M[二烯含量:7.6%、门尼粘度ML(1+4)100℃:8]、4021[二烯含量:8.1%、门尼粘度ML(1+4)100℃:24]等中的1种或2种以上。
(NBR)
作为NBR,根据丙烯腈含量而分类的低腈NBR、中腈NBR、中高腈NBR、高腈NBR和极高腈NBR均可使用。
另外,作为NBR,有加入填充油而调整了柔软性的充油型的NBR以及不加入填充油的非充油型的NBR,本发明中为了防止感光体的污染,使用非充油型的NBR。
可以使用这些NBR中的1种或2种以上。
特别优选为腈含量小于25%的低腈NBR或腈含量为25%以上且小于30%的中腈NBR、且门尼粘度[ML(1+4)100℃]为65以下左右的低~中门尼粘度的NBR。
作为满足该条件的NBR,例如可以举出JSR株式会社制造的JSR(注册商标)N250SL、N250S、N260S、N240S、N241、N242S等中的1种或2种以上。
(SBR)
作为SBR,使苯乙烯和1,3-丁二烯通过乳液聚合法、溶液聚合法等各种聚合法共聚而合成的各种SBR均可使用。
另外,作为SBR,根据苯乙烯含量而分类的高苯乙烯型、中苯乙烯型和低苯乙烯型的SBR均可使用。
需要说明的是,作为SBR,有加入填充油而调整了柔软性的充油型的SBR以及不加入填充油的非充油型的SBR,本发明中为了防止感光体的污染,使用非充油型的SBR。
可以使用这些SBR中的1种或2种以上。
特别优选为冷非充油SBR、且门尼粘度ML(1+4)100℃为60以下的SBR。
作为满足该条件的SBR,例如可以举出JSR株式会社制造的JSR1500[门尼粘度ML(1+4)100℃:52]、JSR1502[门尼粘度ML(1+4)100℃:52]、JSR1507[门尼粘度ML(1+4)100℃:35]等中的1种或2种以上。
(混配比例)
橡胶成分中的EPDM的混配比例需要为该橡胶成分的总量100质量份中的10质量份以上70质量份以下。
EPDM的混配比例小于该范围时,与该EPDM混合良好的硫在导电性橡胶组合物中未充分混合,因此显影辊的压缩永久变形增大,或者产生感光体的污染。
另一方面,在EPDM的混配比例超过上述范围的情况下,该EPDM中所含有的低分子量的成分容易析出,反而产生感光体的污染。另外,显影辊的柔软性降低,图像耐久性也有可能降低。
与此相对,通过使EPDM的混配比例在上述范围,可防止产生感光体的污染、或显影辊的柔软性降低的情况,并且能够尽可能减小该显影辊的压缩永久变形。
需要说明的是,若考虑进一步提高该效果,则EPDM的混配比例在上述范围中优选为橡胶成分的总量100质量份中的30质量份以上。
NBR和/或SBR的混配比例可以任意设定。例如在橡胶成分为EPDM和NBR这2种的合用体系时,NBR的混配比例设为EPDM的余量、即橡胶成分的总量100质量份中的30质量份以上90质量份以下,特别优选为70质量份以下。
同样在EPDM和SBR这2种的合用体系中,SBR的混配比例设为EPDM的余量、即橡胶成分的总量100质量份中的30质量份以上90质量份以下,特别优选为70质量份以下。
此外,在EPDM、NBR和SBR这3种的合用体系中,NBR+SBR的合计的混配比例设为EPDM的余量、即橡胶成分的总量100质量份中的30质量份以上90质量份以下,特别优选为70质量份以下。另外NBR和SBR的质量比NBR/SBR优选为20/80~80/20、特别优选为40/60~60/40。
〈电子导电性导电剂〉
作为电子导电性导电剂,例如可以举出导电性炭黑、碳、碳纤维、石墨等碳系导电剂;银、铜、镍等金属的微粉末;氧化锌、氧化锡、二氧化钛等金属氧化物的微粉末;铝、不锈钢等的金属纤维或晶须;或者用金属包覆玻璃珠或合成纤维等的表面而使其导电化的物质等中的1种或2种以上。
特别优选导电性炭黑。作为导电性炭黑,例如可以举出电气化学工业株式会社制造的DENKABLACK(注册商标)、LION株式会社制造的科琴黑(注册商标)EC300J、炭黑HAF、SAF、ISAF等中的1种或2种以上。
导电性炭黑的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份优选为25质量份以上,优选为35质量份以下。
导电性炭黑的混配比例小于该范围时,有可能无法赋予显影辊良好的半导电性。
另一方面,导电性炭黑的混配比例超过上述范围时,显影辊的柔软性降低、变硬,有可能容易产生图像耐久性降低等问题。另外,过量的导电性炭黑在导电性橡胶组合物中容易发生凝集等,还有可能无法赋予显影辊均匀的半导电性。
与此相对,通过使导电性炭黑的混配比例在上述范围,可以确保显影辊的良好的柔软性,同时能够赋予该显影辊均匀且良好的半导电性。
需要说明的是,若考虑进一步提高该效果,则导电性炭黑的混配比例在上述范围中相对于橡胶成分的总量100质量份优选为25质量份以上,优选为40质量份以下。
〈交联剂〉
交联剂限定为例如粉末硫等能够作为交联剂发挥功能的硫。另外,硫的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份需要为0.5质量份以上1.5质量份以下。
硫的混配比例小于该范围时,橡胶成分的交联变得不充分,显影辊的压缩永久变形增大。另外,未交联的低分子量的成分增加,该成分渗出,产生感光体的污染。
另一方面,硫的混配比例超过上述范围时,橡胶成分的交联过剩,显影辊的柔软性降低、变硬,图像耐久性降低。
与此相对,通过使硫的混配比例在上述范围,可以防止感光体的污染,同时可以确保显影辊的良好的柔软性,并且可以极力减小该显影辊的压缩永久变形。
需要说明的是,若考虑进一步提高该效果,则硫的混配比例在上述范围中相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.8质量份以上,优选为1.2质量份以下。
〈交联促进剂〉
(噻唑系交联促进剂)
作为噻唑系交联促进剂,例如可以举出2-巯基苯并噻唑(M)、二硫化二苯并噻唑(DM)、2-巯基苯并噻唑的锌盐(MZ)、2-巯基苯并噻唑的环己胺盐(M-60-OT)、2-(4’-吗啉代二硫代)苯并噻唑(MDB)等能够作为硫交联体系的交联促进剂发挥功能的各种噻唑系交联促进剂中的1种或2种以上。特别优选二硫化二苯并噻唑。
噻唑系交联促进剂的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份需要为1.0质量份以上2.0质量份以下。
噻唑系交联促进剂的混配比例小于该范围时,橡胶成分的交联变得不充分,显影辊的压缩永久变形增大。另外,在不混配噻唑系交联促进剂时,橡胶成分的交联变得更不充分,未交联的低分子量的成分增加,该成分渗出,产生感光体的污染。
另一方面,噻唑系交联促进剂的混配比例超过上述范围时,橡胶成分的交联变得过剩,显影辊的柔软性降低、变硬,图像耐久性降低。
与此相对,通过使噻唑系交联促进剂的混配比例在上述范围,可以确保显影辊的良好的柔软性,同时可以极力减小该显影辊的压缩永久变形。
需要说明的是,若考虑进一步提高该效果,则噻唑系交联促进剂的混配比例在上述范围中相对于橡胶成分的总量100质量份优选为1.3质量份以上,优选为1.7质量份以下。
(一硫化四甲基秋兰姆)
作为秋兰姆系交联促进剂的一硫化四甲基秋兰姆(TS)的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份需要为0.1质量份以上0.5质量份以下。
一硫化四甲基秋兰姆的混配比例小于该范围时,橡胶成分的交联变得不充分,显影辊的压缩永久变形增大。另外,在不混配一硫化四甲基秋兰姆时,橡胶成分的交联变得更不充分,未交联的低分子量的成分增加,该成分渗出,产生感光体的污染。
另一方面,一硫化四甲基秋兰姆的混配比例超过上述范围时,橡胶成分的交联变得过剩,显影辊的柔软性降低、变硬,图像耐久性降低。
与此相对,通过使一硫化四甲基秋兰姆的混配比例在上述范围,可以确保显影辊的良好的柔软性,同时可以极力减小该显影辊的压缩永久变形。
需要说明的是,若考虑进一步提高该效果,则一硫化四甲基秋兰姆的混配比例在上述范围中相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.2质量份以上,优选为0.4质量份以下。
(二硫化四丁基秋兰姆)
作为相同的秋兰姆系交联促进剂的二硫化四丁基秋兰姆(TBT)的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份需要为0.2质量份以上1.5质量份以下。
二硫化四丁基秋兰姆的混配比例小于该范围时,橡胶成分的交联变得不充分,显影辊的压缩永久变形增大。另外,在不混配二硫化四丁基秋兰姆时,橡胶成分的交联变得更不充分,未交联的低分子量的成分增加,该成分渗出,产生感光体的污染。
另一方面,二硫化四丁基秋兰姆的混配比例超过上述范围时,橡胶成分的交联变得过剩,显影辊的柔软性降低、变硬,图像耐久性降低。
与此相对,通过使二硫化四丁基秋兰姆的混配比例在上述范围,可以确保显影辊的良好的柔软性,同时可以极力减小该显影辊的压缩永久变形。
需要说明的是,若考虑进一步提高该效果,则二硫化四丁基秋兰姆的混配比例在上述范围中相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.4质量份以上,优选为0.8质量份以下。
〈其他成分〉
除了上述各成分外,本发明的导电性橡胶组合物中可以进一步混配交联促进助剂。
作为交联促进助剂,例如可以举出锌白(氧化锌)等金属氧化物、或硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等脂肪酸等中的1种或2种以上。
交联促进助剂的混配比例可以根据之前说明的3种橡胶成分的种类和组合、或者作为交联剂的硫或3种交联促进剂的混配比例等适当设定。
另外,在本发明的导电性橡胶组合物中可以进一步混配填充剂、抗老化剂、抗氧化剂、防焦剂、颜料、阻燃剂、气泡防止剂等各种添加剂。
由此,将本发明的导电性橡胶组合物挤出成型,可以提高使橡胶成分交联而得到的显影辊的机械强度及耐久性等。
包含上述各成分的本发明的导电性橡胶组合物可以与以往同样地进行制备。即,以特定的比例混配橡胶成分进行粉碎,接下来加入交联成分(硫、3种交联促进剂等)以外的添加剂进行混炼后,最后加入交联成分进行混炼,由此可以制备导电性橡胶组合物。
混炼中可以使用例如捏合机、班伯里混合机、挤出机等。
《显影辊》
图1是示出本发明的显影辊的实施方式的一例的立体图。
参照图1,该例的显影辊1通过包含上述各成分的本发明的导电性橡胶组合物而形成为筒状,在中心的通孔2中插入固定有轴3。
轴3例如由铝、铝合金、不锈钢等金属一体形成。
该轴3例如藉由具有导电性的接合剂与显影辊1电接合,同时以机械方式被固定;或者通过将外径大于通孔2的内径的轴压入通孔2中,从而与显影辊1电接合,同时以机械方式被固定,整体地旋转。
如图中放大所示,在显影辊1的外周面4可以设置氧化膜5。
若形成氧化膜5,则该氧化膜5作为介电层发挥功能,可以降低显影辊1的介质损耗角正切。另外,通过氧化膜5成为低摩擦层,从而在显影辊1中可以抑制成为图像不良的原因之一的调色剂的附着。
而且,氧化膜5例如仅通过在氧化性气氛中进行紫外线的照射等即可简单地形成,因此可以抑制显影辊1的生产率降低、制造成本升高的情况。其中,也可以不形成氧化膜5。
为了制造显影辊1,首先利用挤出成型机将事先制备的本发明的导电性橡胶组合物挤出成型为筒状,接下来切割成特定的长度并在硫化罐内加压,加热使其交联。
接下来,利用烘箱等将交联后的筒状体加热,使其二次交联,冷却后研磨成特定的外径。
作为研磨方法,例如可以采用干式横切磨削等各种研磨方法,若在研磨工序的最后进行镜面研磨而加工,即便在提高该外周面的防粘性、不形成氧化膜5的情况下,也可以抑制调色剂的附着。另外,可以更有效地防止感光体的污染。
另外,若如上所述对外周面进行镜面研磨而加工后进一步形成氧化膜5,则通过这两者的协同效果可以更好地抑制调色剂的附着,并且可以更好地防止感光体的污染。
轴3可以在筒状体的切割后至研磨后为止的任意时刻插入固定于通孔2中。
但是,在切割后,优选首先以将轴3插入通孔2中的状态进行二次交联和研磨。由此,可以防止二次交联时的膨胀收缩导致的筒状体→显影辊1的翘曲及变形。另外,一边以轴3为中心进行旋转一边研磨,从而可以提高该研磨的作业性,并且可以抑制外周面4的偏移。
如之前说明的那样,轴3藉由具有导电性的热固化性接合剂插入二次交联前的筒状体的通孔2中后进行二次交联,或者将外径大于通孔2的内径的轴压入通孔2中即可。
在前者的情况下,通过烘箱中的加热,筒状体被二次交联,同时热固化性接合剂发生固化,该轴3与筒状体→显影辊1电接合,并且以机械方式被固定。
另外,在后者的情况下,在压入的同时,电接合和机械固定完成。
如之前说明的那样,关于氧化膜5,对显影辊1的外周面4照射紫外线而形成的情况下可以简单、有效地形成,因而优选。即,对于构成显影辊1的外周面4的导电性橡胶组合物本身,以特定时间照射特定波长的紫外线使其氧化,从而形成氧化膜5。
而且,由于氧化膜5是如上所述通过紫外线照射使构成显影辊1的外周面4的导电性橡胶组合物本身被氧化而形成的,因此不会如现有的涂布涂布剂所形成的被覆层那样例如产生异物的混入或厚度不均等问题,厚度及表面形状等的均匀性优异。
若考虑可有效地使导电性橡胶组合物氧化、形成上述功能优异的氧化膜5,则照射的紫外线的波长优选为100nm以上400nm以下,特别优选为300nm以下。另外,照射的时间优选为30秒以上、特别优选为1分钟以上,优选为30分钟以下、特别优选为15分钟以下。
其中,氧化膜5也可以利用其他方法形成,根据情况也可以省略。
本发明的显影辊1例如可以形成为外周面4侧的外层和轴3侧的内层的双层结构。此时,至少使外层为本发明的构成即可。另外,显影辊1也可以为多孔质结构。
但是,若考虑简化结构、并且提高耐磨耗性等或极力减小压缩永久变形,则优选形成为非多孔质且单层结构(除去氧化膜5)。
非多孔质且单层结构的显影辊1的A型硬度计硬度优选为60以下。
A型硬度计硬度超过该范围的显影辊1的柔软性不足,变硬,有可能无法充分得到确保宽的压轧宽度、提高调色剂的显影效率的效果;以及降低对调色剂的损害、提高图像耐久性的效果。
另外,上述非多孔质且单层结构的显影辊1的压缩永久变形率优选为10%以下。
压缩永久变形率超过该范围时,压接部分产生永久变形,形成图像有可能产生图像不均等图像不良。
本发明的显影辊1可以适合用于例如激光打印机、静电式复印机、普通纸传真机装置和它们的复合机等利用电子照相法的成像装置中。
实施例
〈实施例1〉
(导电性橡胶组合物的制备)
作为橡胶成分,混配EPDM[乙烯含量:50%、二烯含量:9.5%、非充油、住友化学株式会社制造的ESPRENE(注册商标)505A]40质量份、和NBR[低腈NBR、丙烯腈含量:19.5%、非充油、JSR株式会社制造的JSR(注册商标)N250SL]60质量份。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量份中的40质量份。
接下来,利用班伯里混合机将合计100质量份的该橡胶成分粉碎,同时,首先混配导电性炭黑[东海碳株式会社制造的SEAST3]25质量份进行混炼。
接下来,一边继续混炼,一边混配作为交联剂的粉末硫1.00质量份、作为噻唑系交联促进剂的二硫化二苯并噻唑[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCCELER(注册商标)DM]1.50质量份、作为秋兰姆系交联促进剂的一硫化四甲基秋兰姆[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCCELERTS]0.30质量份和二硫化四丁基秋兰姆[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCCELERTBT-n]0.60质量份、以及作为交联促进助剂的锌白[三井金属矿业株式会社制造的2种氧化锌]5质量份,进一步混炼而制备导电性橡胶组合物。
(显影辊的制作)
将所制备的导电性橡胶组合物供给至挤出机,挤出成型为外径内径 的圆筒状后,安装至外径的交联用轴,在硫化罐内于160℃交联1小时。
接下来,将交联后的筒状体重新安装至外周面涂布有导电性的热固化性接合剂的外径的金属制轴上,在烘箱中加热至160℃,接合于该轴后切割两端,利用圆筒研磨机对外周面进行横切研磨后进行镜面研磨。
接下来,对研磨后的外周面进行水洗后,按照从该外周面至UV灯的距离为10cm的方式进行设定,设置于紫外线照射机[SENLIGHTSCo.,Ltd.制造的PL21-200],以轴为中心一边以每90°旋转,一边将波长184.9nm和253.7nm的紫外线以每3.75分钟对整个外周面照射15分钟,在外周面形成氧化膜,制作显影辊。
〈实施例2〉
使EPDM的混配比例为10质量份、NBR的混配比例为90质量份,除此以外与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量中的10质量份。
〈实施例3〉
使EPDM的混配比例为70质量份、NBR的混配比例为30质量份,除此以外与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量中的70质量份。
〈实施例4〉
代替NBR而混配相同量的SBR[JSR株式会社制造的JSR1502、非充油、苯乙烯含量:23.5%],除此以外与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量中的40质量份。
〈实施例5〉
使NBR的混配比例为30质量份,进而混配SBR[JSR株式会社制造的JSR1502、非充油、苯乙烯含量:23.5%]30质量份,除此以外与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量中的40质量份。另外,质量比NBR/SBR=50/50。
〈实施例6〉
使EPDM的混配比例为10质量份、NBR的混配比例为45质量份、SBR的混配比例为45质量份,除此以外与实施例5同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量中的10质量份。另外,质量比NBR/SBR=50/50。
〈实施例7〉
使EPDM的混配比例为70质量份、NBR的混配比例为15质量份、SBR的混配比例为15质量份,除此以外与实施例5同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量中的70质量份。另外,质量比NBR/SBR=50/50。
〈比较例1〉
使EPDM的混配比例为5质量份、NBR的混配比例为95质量份,与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量中的5质量份。
〈比较例2〉
使EPDM的混配比例为75质量份、NBR的混配比例为25质量份,与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。EPDM的混配比例为橡胶成分的总量100质量中的75质量份。
〈实施例8、9、比较例3、4〉
使硫的混配比例设为相对于橡胶成分的总量100质量份为0.40质量份(比较例3)、0.50质量份(实施例8)、1.50质量份(实施例9)、1.60质量份(比较例4),除此以外与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。
〈实施例10、11、比较例5、6〉
使二硫化二苯并噻唑的混配比例设为相对于橡胶成分的总量100质量份为0.90质量份(比较例5)、1.00质量份(实施例10)、2.00质量份(实施例11)、2.10质量份(比较例6),除此以外与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。
〈实施例12、13、比较例7、8〉
使一硫化四甲基秋兰姆的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份为0.05质量份(比较例7)、0.10质量份(实施例12)、0.50质量份(实施例13)、0.55质量份(比较例8),除此以外与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。
〈实施例14、15、比较例9、10〉
使二硫化四丁基秋兰姆的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份为0.10质量份(比较例9)、0.20质量份(实施例14)、1.50质量份(实施例15)、1.60质量份(比较例10),除此以外与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。
〈比较例11〉
除了不混配二硫化二苯并噻唑以外,与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。
〈比较例12〉
除了不混配一硫化四甲基秋兰姆以外,与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。
〈比较例13〉
除了不混配二硫化四丁基秋兰姆以外,与实施例1同样地制备导电性橡胶组合物,制作显影辊。
〈A型硬度计硬度〉
关于各实施例、比较例中制作的显影辊的A型硬度计硬度,利用按照日本工业标准JISK6253:2006“硫化橡胶和热塑性橡胶-硬度的求法”中规定的标准的橡胶硬度计[高分子计器株式会社制造的ASKER橡胶硬度计A型],按照上述标准进行测定。测定温度为23±1℃。
并且,将A型硬度计硬度为60以下的情况判定为良好(○),将超过60的情况判定为不良(×)。
〈压缩永久变形率〉
利用各实施例、比较例中制备的导电性橡胶组合物,在与形成显影辊时相同的条件下进行交联,制作日本工业标准JISK6262:2006“硫化橡胶和热塑性橡胶-常温、高温和低温下的压缩永久变形的求法”中规定的小型试验片,利用该小型试验片,根据上述标准中记载的测定方法求出压缩永久变形率。
具体来说,对小型试验片施加其原本的厚度t0(mm)的25%的压缩变形,在温度70±1℃保持22小时后解除压缩,在室温测定静置30分钟后的厚度t2(mm),利用式(1)求出压缩永久变形率Cs(%)。
需要说明的是,式中的t1(mm)表示施加压缩变形时合用的间隔物的厚度。
并且,将压缩永久变形率为10%以下的情况判定为良好(○),将超过10%的情况判定为不良(×)。
〈保存试验〉
将组装于市售的激光打印机用的墨盒中的现成的显影辊与各实施例、比较例中制作的显影辊交换,连同墨盒一起在温度50℃、相对湿度90%的高温高湿环境下静置1周后,装填于上述激光打印机中进行成像,确认感光体的在上述静置中显影辊所接触的位置是否产生了污染线。
并且,将未发现污染线的情况判定为不存在感光体污染导致的图像不良(○),将发现污染线的情况判定为存在图像不良(×)。
将以上的结果示于表1~表6。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
由表1、表2的实施例1~7、比较例1、2的结果可知,为了不增大压缩永久变形或产生感光体的污染而对电子导电性混配的显影辊赋予良好的导电性,需要合用NBR和/或SBR与EPDM中的2种或3种作为橡胶成分;该合用体系中EPDM的混配比例需要为橡胶成分的总量100质量份中的10质量份以上70质量份以下,其中特别优选为30质量份以上。
另外,由表3的实施例1、8、9、比较例3、4的结果可知,为了得到上述效果,硫的混配比例需要相对于橡胶成分的总量100质量份为0.5质量份以上1.5质量份以下,其中特别优选为0.8质量份以上,优选为1.2质量份以下。
另外,由表4的实施例1、10、11、比较例5、6、11的结果可知,噻唑系交联促进剂的混配比例需要相对于橡胶成分的总量100质量份为1.0质量份以上2.0质量份以下,其中特别优选为1.3质量份以上,优选为1.7质量份以下。
由表5的实施例1、12、13、比较例7、8、12的结果可知,一硫化四甲基秋兰姆的混配比例需要相对于橡胶成分的总量100质量份为0.1质量份以上0.5质量份以下,其中特别优选为0.2质量份以上,优选为0.4质量份以下。
进而由表6的实施例1、14、15、比较例9、10、13的结果可知,二硫化四丁基秋兰姆的混配比例需要相对于橡胶成分的总量100质量份为0.2质量份以上1.5质量份以下,其中特别优选为0.4质量份以上,优选为0.8质量份以下。
符号的说明
1显影辊
2通孔
3轴
4外周面
5氧化膜
Claims (2)
1.一种导电性橡胶组合物,其包含橡胶成分、电子导电性导电剂、作为交联剂的硫以及交联促进剂,
所述橡胶成分为选自由丁腈橡胶和丁苯橡胶组成的组中的至少一种以及三元乙丙橡胶,
所述三元乙丙橡胶的混配比例为所述橡胶成分的总量100质量份中的10质量份以上70质量份以下,
所述硫的混配比例相对于所述橡胶成分的总量100质量份为0.5质量份以上1.5质量份以下,并且,
所述交联促进剂是相对于所述橡胶成分的总量100质量份为1.0质量份以上2.0质量份以下的噻唑系交联促进剂、0.1质量份以上0.5质量份以下的一硫化四甲基秋兰姆、以及0.2质量份以上1.5质量份以下的二硫化四丁基秋兰姆。
2.一种显影辊,其包含上述权利要求1所述的导电性橡胶组合物。
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