JP2001019843A - 半導電性加硫ゴム用組成物および半導電性加硫ゴム材料 - Google Patents
半導電性加硫ゴム用組成物および半導電性加硫ゴム材料Info
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Abstract
材料として好適に使用可能なように、105 〜109 Ω
cm程度で、かつ、周囲の環境条件の変化によっても安
定した電気抵抗値を示す半導電性加硫ゴム材料を提供す
る。 【解決手段】 含ハロゲンポリエーテルポリマー100重
量部と、下記式[I]で表される第四級アンモニウム塩0.1
〜10重量部とを含んでなる半導電性加硫ゴム用組成物で
ある。式中、R1 はC1〜18のアルキルもしくはアル
ケニルまたはR4−CO−N(R5 )−R6 −(R4 は
C1〜18のアルキルまたはアルケニル、R5 はH原子
またはC1〜18のアルキルもしくはアルケニル、R6
はC1〜6のアルキレンを示す)、R2 およびR3 は同
一もしくは互いに異なるC1〜18のアルキルもしくは
アルケニルまたはヒドロキシエチル、X−は1価のアニ
オン、nは1〜15の整数をそれぞれ示す。 【化1】
Description
ーテル系ポリマーをベースとする半導電性加硫ゴム用組
成物、および同組成物を加硫してなる半導電性加硫ゴム
材料に関する。本発明による半導電性加硫ゴム材料は、
コピー機、プリンター等における電子写真用プロセスの
現像ロールまたはベルト、帯電ロールまたはベルト、転
写ロールまたはベルト等の半導電性ゴムロールまたはベ
ルトを構成する材料として有用である。
触型帯電方式であるコロナ放電に代わって接触型帯電方
式のものが採用されて来ている。接触型帯電方式では、
一般に、帯電ロール、現像ロール等の半導電性ゴムロー
ルは感光体と接触するため、ロール表面のゴム層の物性
が画像の高画質化に大きな影響を及ぼす。
の電気抵抗値、すなわち105 〜109 Ωcm程度の電
気抵抗値を持っていないと、感光体上に均一な帯電を付
与することができない。しかも、この電気抵抗値は、複
写機の高画質化の要求から、高温高湿下でも低温低湿下
でも変動幅が小さいこと、すなわち、周囲の環境条件の
変化によっても安定した値を示すことが要求されてい
る。
常、電気抵抗値が105 〜109 Ωcm程度で、かつ、
周囲の環境条件の変化によっても安定した電気抵抗値を
示す耐環境性に優れたものであることが要求されてい
る。
トナーをロールから離し易くするように、ゴム層の表面
にコーティング層が設けられている。そのため、ロール
全体の抵抗値が高くなってしまうので、これを防ぐには
ゴム層自身の抵抗値をできるだけ低くすることが望まれ
ている。さらに、帯電ロール、現像ロール等は、ロール
の両端部に荷重が掛かって、長期に渡り荷重変形が繰り
返されることが多く、ゴムのへたりが問題となる。その
ため、これらロールは圧縮永久歪性に優れたものである
ことも要求されている。
性を有する物質をポリマーに添加する等の方法が知られ
ている。
半導電性ゴムの電気抵抗値は、添加物の添加量、分散に
よって大きく左右されるといった欠点がある。例えば、
カーボンブラックを添加する方法では、わずかな添加量
の差異や分散不良等により電気抵抗値の再現性が確保さ
れなかったり、得られる半導電性ゴムの硬度上昇が起こ
るといった問題が生じる。また、Li塩等のイオン導電
剤を添加する方法では、半導電性ゴムとしての抵抗値は
低下するものの、環境依存性が大きくなるといった問題
がある。
7859号、特開平6−264919号、特開平6−2
64918号の各公報には、ゴムロールの抵抗調整層に
導電剤として第四級アンモニウム塩を添加する方法が提
案されている。しかしながら、これらは、半導電性加硫
ゴム材料に対する上記のような要求をすべて満たしたも
のではない。
鑑み、コピー機、プリンター等の現像ロールまたはベル
ト、帯電ロールまたはベルト、転写ロールまたはベルト
等の半導電性ゴムロールまたはベルトを構成する材料と
して好適に使用可能なように、105 〜109 Ωcm程
度で、かつ、周囲の環境条件の変化によっても安定した
電気抵抗値を示す半導電性加硫ゴム材料を提供すること
を目的をする。
を重ねた結果、含ハロゲンポリエーテルポリマーに特定
の第四級アンモニウム塩を添加することにより、上記要
求をすべて満たす半導電性加硫ゴム用組成物および半導
電性加硫ゴム材料が得られることを見いだし、本発明を
完成した。
テルポリマー100重量部と、下記一般式[I]で表され
る第四級アンモニウム塩0.1〜10重量部とを含んで
なる半導電性加硫ゴム用組成物である。
はアルケニル基またはR4 −CO−N(R5 )−R6 −
基(R4 は炭素原子数1〜18のアルキル基またはアル
ケニル基を示し、R5 は水素原子または炭素原子数1〜
18のアルキル基もしくはアルケニル基を示し、R6 は
炭素原子数1〜6のアルキレン基を示す)を示し、R2
およびR3 は同一もしくは互いに異なる炭素原子数1〜
18のアルキル基もしくはアルケニル基またはヒドロキ
シエチル基を示し、X−は1価のアニオンを示し、nは
1〜15の整数を示す。]
2,3−ジメルカプトキノキサリン誘導体を使用するこ
とにより、圧縮永久歪率の小さい半導電性ゴム材料が得
られる。
分である含ハロゲンポリエーテル系ポリマーとは、エピ
ハロヒドリン単独重合体、または、エピハロヒドリンと
これに共重合可能な他のエポキシド、例えばエチレンオ
キサイド、プロピレンオキサイド、アリルグリシジルエ
ーテル等との共重合体をいう。含ハロゲンポリエーテル
系ポリマーを例示すれば、エピクロルヒドリン単独重合
体、エピブロムヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリ
ン−エチレンオキサイド共重合体、エピブロムヒドリン
−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−
プロピレンオキサイド共重合体、エピブロムヒドリン−
プロピレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−
エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共
重合体、エピブロムヒドリン−エチレンオキサイド−ア
リルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒド
リン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−ア
リルグリシジルエーテル四元共重合体、エピブロムヒド
リン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−ア
リルグリシジルエーテル四元共重合体等を挙げることが
できる。
特に好ましいものは、エピクロルヒドリン単独重合体、
エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エ
ピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシ
ジルエーテル三元共重合体であり、更に好ましくはエピ
クロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピク
ロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジル
エーテル三元共重合体である。
は、ムーニー粘度表示でML1+4 (100℃)=30〜
150程度であることが好ましい。
の構成成分である第四級アンモニウム塩化合物におい
て、一般式[I]中のR1 、R2 、R3 、R4 およびR5
として定義されている炭素原子数1〜18のアルキル基
は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブ
チル基、第二ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、n−オクチル基、イソオクチル基、2−エチル
ヘキシル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、
ヘキサデシル基、オクタデシル基等である。R1、
R2 、R3 、R4 、R5 としての炭素原子数1〜18の
アルケニル基は、例えば、ビニル基、アリル基、オレイ
ル基等である。R6 としての炭素原子数1〜6のアルキ
レン基は、例えば、メチレン基、1,2−エチレン基、
1,2−プロピレン基、1,3−ブロピレン基、1,4
−ブチレン基、1,6−へキシレン基である。
アニオンは、例えば、ハロゲン化物イオン、無機酸イオ
ン、有機酸イオン等である。ハロゲン化物イオンは、フ
ッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物
イオン等であり、無機酸イオンとしては、過塩素酸イオ
ン、炭酸イオン、硝酸イオン、硫化物イオン等が例示さ
れる。X−としては過塩素酸イオンが好ましい。
を意味する。
独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ハロゲンポリエーテル系ポリマー100重量部に対して
0.1〜10重量部、好ましくは0.2〜5重量部であ
る。第四級アンモニウム塩[I]の添加量が0.1重量部
未満であると、電気抵抗値の低下が不十分であり、また
10重量部を超えても、特に効果が増大することはな
い。
含まれる加硫剤としては、塩素原子の反応性を利用する
公知の加硫剤、即ちポリアミン類、チオウレア類、チア
ジアゾール類、メルカプトトリアジン類、キノキサリン
類等が、また、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイ
ド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体のような重
合体の側鎖二重結合の反応性を利用する公知の加硫剤、
例えば、有機過酸化物、硫黄、モルホリンポリスルフィ
ド類、チウラムポリスルフィド類等が適宜使用される。
れば、ポリアミン類としては、エチレンジアミン、ヘキ
サメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチ
レンテトラミン、ヘキサメチレンテトラミン、p−フェ
ニレンジアミン、クメンジアミン、N,N’−ジシンナ
ミリデン−1,6−ヘキサンジアミン、エチレンジアミ
ンカーバメート、ヘキサメチレンジアミンカーバメート
等が挙げられ、チオウレア類としては、2−メルカプト
イミダゾリン、1,3−ジエチルチオウレア、1,3−
ジブチルチオウレア、トリメチルチオウレア等が挙げら
れ、チアジアゾール類としては、2,5−ジメルカプト
−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプト−1,
3,4−チアジアゾール―5―チオベンゾエート等が挙
げられ、メルカプトトリアジン類としては、2,4,6
−トリメルカプト−1,3,5−トリアジン、1−メト
キシ−3,5−ジメルカプトトリアジン、1−ヘキシル
アミノ−3,5−ジメルカプトトリアジン、1−ジエチ
ルアミノ−3,5−ジメルカプトトリアジン、1−シク
ロヘキサンアミノ−3,5−ジメルカプトトリアジン、
1−ジブチルアミノ−3,5−ジメルカプトトリアジ
ン、2−アニリノ−4,6−ジメルカプトトリアジン、
1−フェニルアミノ−3,5−ジメルカプトトリアジン
等が挙げられ、キノキサリン類としては、2,3−ジメ
ルカプトキノキサリン誘導体等が挙げられ、有機過酸化
物としては、tert−ブチルヒドロパーオキサイド、p−
メンタンヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイ
ド、tert−ブチルパーオキサイド、1,3−ビス(tert
−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−
ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキ
サン、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオ
キシベンゾエート等が挙げられ、モルホリンポリスルフ
ィド類としては、モルホリンジスルフィド等が挙げら
れ、チウラムポリスルフィド類としては、テトラメチル
チウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフ
ィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、N,N’−
ジメチル−N,N’−ジフェニルチウラムジスルフィ
ド、ジペンタンメチレンチウラムテトラスルフィド、ジ
ペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジペンタメ
チレンチウラムヘキサスルフィド等が挙げられる。
メルカプトキノキサリン誘導体が特に好ましい。
誘導体を用いると、良好な圧縮永久歪率が得られるた
め、これは本発明組成物において特に好適である。
の例としては、キノキサリン−2,3−ジチオカーボネ
ート、6−メチルキノキサリン−2,3−ジチオカーボ
ネート、6−イソプロピルキノキサリン−2,3−ジチ
オカーボネート、5,8−ジメチルキノキサリン−2,
3−ジチオカーボネート等が挙げられる。2,3−ジメ
ルカプトキノキサリン誘導体の添加量は、含ハロゲンポ
リエーテル系ポリマー100重量部に対して通常0.1
〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部である。こ
の範囲未満の添加量では、優れた圧縮永久歪性を得るこ
とが困難になり、一方この範囲を超えると得られた加硫
物が剛直になりすぎて、含ハロゲンポリエーテル系ポリ
マー加硫物に通常期待される物性が得られなくなること
がある。2,3−ジメルカプトキノキサリン誘導体以外
の加硫剤の添加量も上記と同じ範囲であってよい。
上を組み合わせて用いてもよい。
進剤)、遅延剤などを含ハロゲンポリエーテル系ポリマ
ーに添加することもできる。加硫促進剤の例としては、
アミン類、アミンの弱酸塩類、塩基性シリカ、第四級ア
ンモニウム塩類、第四級ホスホニウム塩類、多官能ビニ
ル化合物、メルカプトベンゾチアゾール類、スルフェン
アミド類、ジメチオカーバメート類、チウラムポリスル
フィド類等を挙げることができる。また、遅延剤として
はN−シクロヘキシルチオフタルイミド等を挙げること
ができる。
わせて用いてもよい。
ンポリエーテル系ポリマー100重量部に対して0〜1
0重量部、好ましくは0.1〜5重量部である。
受酸剤を含んでいてもよい。受酸剤としては、周期表第
II族の金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、カルボン酸
塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、亜リン酸塩、周期表第IV族の
金属の酸化物、塩基性炭酸塩、塩基性カルボン酸塩、塩
基性亜リン酸塩、塩基性亜硫酸塩、三塩基性硫酸鉛等、
および下記一般式[II] Mgx Zny Alz (OH)2(x+y)+3z-2 CO3 ・wH2 O ……[II] (式中、xとyは0〜10、ただしx+y=1〜10、
zは1〜5、wは0〜10の実数をそれぞれ示す)で表
される合成ハイドロタルサイト類等が適宜使用される。
酸化マグネシウム、水酸化バリウム、炭酸マグネシウ
ム、炭酸バリウム、生石灰、消石灰、炭酸カルシウム、
ケイ酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリ
ン酸亜鉛、フタル酸カルシウム、亜リン酸カルシウム、
酸化亜鉛、酸化錫、リサージ、鉛丹、鉛白、二塩基性フ
タル酸鉛、二塩基性炭酸鉛、ステアリン酸錫、塩基性亜
リン酸鉛、塩基性亜リン酸錫、塩基性亜硫酸鉛、三塩基
性硫酸鉛などを挙げることができる。さらに、合成ハイ
ドロタルサイト類としては、Mg4.5 Al2 (OH)13
CO3 ・3.5H2 O、Mg4.5 Al2 (OH)13CO
3 、Mg4 Al2 (OH)12CO3 ・3.5H2 O、M
g6 Al2 (OH)16CO3 ・4H2 O、Mg3 Al2
(OH)10CO3 ・1.7H2 O、Mg3 ZnAl
2 (OH)12CO3 ・wH2 O、Mg3ZnAl2 (O
H)12CO3 等を挙げることができる。
上を組み合わせて用いてもよい。
ポリマー100重量部に対して0〜50重量部、好まし
くは0.5〜20重量部である。
成物は、他の添加剤、例えば滑剤、老化防止剤、充填
剤、補強剤、可塑剤、加工助剤、難燃剤、顔料等を適宜
含むことができる。さらに本発明の技術的特徴が失われ
ない範囲で、当該技術分野で通常行われているゴム、樹
脂等のブレンドを行うことも可能である。
としては、従来ポリマー加工の分野において利用されて
いる任意の手段、例えばミキシングロール、バンバリー
ミキサー、各種ニーダー類等を利用することができる。
は、これを通常100〜250℃の温度に加熱すること
で加硫物とすることができる。加硫時間は温度によって
も異なるが、通常は0.5〜300分の間である。加硫
成型の方法としては、金型による圧縮成型、射出成型、
スチーム缶、エアーバス、赤外線あるいはマイクロウェ
ーブによる加熱等、任意の方法を用いることができる。
度23℃で相対湿度50%における体積固有電気抵抗値
が105 Ωcm以上109 Ωcm未満の範囲、好ましく
は106 Ωcm以上107 Ωcm未満の範囲にあるもの
である。
は、温度10℃で相対湿度15%における体積固有電気
抵抗値(A)および温度30℃で相対湿度80%におけ
る体積固有電気抵抗値(B)の対数の差 log10(A)−log10(B) で定義される環境依存性の評価値が1.0〜1.8の範
囲にあるものである。
ピー機、プリンター等における電子写真用プロセスの現
像ロールまたはベルト、帯電ロールまたはベルト、転写
ロールまたはベルト等の半導電性ゴムロールまたはベル
トを構成する材料として有用である。
げるが、これらは本発明を限定するものではない。
加硫ゴム用組成物を得た。
プンロールで混練りし、得られた混練物を温度170℃
で15分間プレス加硫し、2mm厚の加硫ゴムシートを
得た。
よび配合量を表1および表2に示すように変更した点を
除いて、実施例1と同様の操作を行い、加硫ゴムシート
を得た。
体積固有電気抵抗および環境依存性について、下記の方
法で性能評価試験を行った。
「ハイレスタHP」)を、温度10℃で相対湿度(R
H)15%、温度23℃で50%RH(この条件が標準
的な条件である)、および温度30℃で80%RHの各
環境条件下に設定した恒温恒湿槽内に入れ、24時間以
上放置した。その後、電圧を10V印加し、1分後のシ
ートの抵抗値を測定した。
度15%における体積固有電気抵抗値(A)および温度
30℃で相対湿度80%における体積固有電気抵抗値
(B)の対数の差と定義する。
定によって得られた抵抗値から、式: log10(A)−log10(B) で算出した値である。
存性の評価値を表3および表4に、またJISK630
1に従って測定した、温度70℃で22時間圧縮の条件
における圧縮永久歪率を表5および表6にそれぞれ示
す。
ピクロマーCG−102」(ダイソー(株)製、エピク
ロルヒドリン(EP)/エチレンオキサイド(EO)/
アリルグリシジルエーテル(AGE)三元共重合体、モ
ノマー比:EP/EO/AGE=40/56/4mol
%) 2)「DHT−4A」(協和化学工業(株)製ハイドロ
タルサイト) 3)DBU:1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7 4)n=1および=2の混合物(n=1 45重量%、
n=2 55重量%)
体積固有電気抵抗値が105 Ωcm以上109 Ωcm未
満の範囲にあり、かつ、周囲の環境条件の変化によって
も安定した電気抵抗値を示す耐環境性に優れたものであ
る。
キノキサリン誘導体を使用することにより、圧縮永久歪
率の小さい半導電性ゴム材料を得ることができる。
ゴム材料は、このような特性の故に、コピー機、プリン
ター等における電子写真用プロセスの現像ロールまたは
ベルト、帯電ロールまたはベルト、転写ロールまたはベ
ルト等の半導電性ゴムロールまたはベルトを構成する材
料として好適に用いることができるものである。
Claims (10)
- 【請求項1】 含ハロゲンポリエーテルポリマー100
重量部と、下記一般式[I]で表される第四級アンモニウ
ム塩0.1〜10重量部とを含んでなる半導電性加硫ゴ
ム用組成物。 【化1】 [式中、R1 は炭素原子数1〜18のアルキル基もしく
はアルケニル基またはR4 −CO−N(R5 )−R6 −
基(R4 は炭素原子数1〜18のアルキル基またはアル
ケニル基を示し、R5 は水素原子または炭素原子数1〜
18のアルキル基もしくはアルケニル基を示し、R6 は
炭素原子数1〜6のアルキレン基を示す)を示し、R2
およびR3 は同一もしくは互いに異なる炭素原子数1〜
18のアルキル基もしくはアルケニル基またはヒドロキ
シエチル基を示し、X−は1価のアニオンを示し、nは
1〜15の整数を示す。] - 【請求項2】 nが2〜15の整数を示す請求項1記載
の半導電性加硫ゴム用組成物。 - 【請求項3】 X−が過塩素酸イオンである請求項1ま
たは2記載の半導電性加硫ゴム用組成物。 - 【請求項4】 含ハロゲンポリエーテルポリマー100
重量部と、第四級アンモニウム塩0.2〜5重量部とを
含んでなる請求項1〜3のいずれかに記載の半導電性加
硫ゴム用組成物。 - 【請求項5】 加硫剤が硫黄である請求項1〜4のいず
れかに記載の半導電性加硫ゴム用組成物。 - 【請求項6】 加硫剤が2,3−ジメルカプトキノキサ
リン誘導体である請求項1〜5のいずれかに記載の半導
電性加硫ゴム用組成物。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の組成物
を加硫してなる半導電性加硫ゴム材料。 - 【請求項8】 温度23℃で相対湿度50%における体
積固有電気抵抗値が105 Ωcm以上109 Ωcm未満
の範囲にある請求項7記載の半導電性加硫ゴム材料。 - 【請求項9】 温度23℃で相対湿度50%における体
積固有電気抵抗値が106 Ωcm以上107 Ωcm未満
の範囲にある請求項7記載の半導電性加硫ゴム材料。 - 【請求項10】 温度10℃で相対湿度15%における
体積固有電気抵抗値(A)および温度30℃で相対湿度
80%における体積固有電気抵抗値(B)の対数の差 log10(A)−log10(B) で定義される環境依存性の評価値が1.0〜1.8の範
囲にある請求項7〜9のいずれかに記載の半導電性加硫
ゴム材料。
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---|---|---|---|
JP19683599A JP4196489B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 半導電性加硫ゴム用組成物および半導電性加硫ゴム材料 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006056911A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Daiso Co Ltd | 難燃性に優れた半導電性加硫ゴム用組成物およびその加硫ゴム部材 |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP19683599A patent/JP4196489B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006056911A (ja) * | 2004-08-17 | 2006-03-02 | Daiso Co Ltd | 難燃性に優れた半導電性加硫ゴム用組成物およびその加硫ゴム部材 |
JP4565425B2 (ja) * | 2004-08-17 | 2010-10-20 | ダイソー株式会社 | 難燃性に優れた半導電性加硫ゴム用組成物およびその加硫ゴム部材 |
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