JP2001342300A - 未加硫ゴム組成物及び半導電性ゴム部材 - Google Patents

未加硫ゴム組成物及び半導電性ゴム部材

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JP2001342300A
JP2001342300A JP2000164159A JP2000164159A JP2001342300A JP 2001342300 A JP2001342300 A JP 2001342300A JP 2000164159 A JP2000164159 A JP 2000164159A JP 2000164159 A JP2000164159 A JP 2000164159A JP 2001342300 A JP2001342300 A JP 2001342300A
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rubber
vulcanization
semiconductive
vulcanization accelerator
surface resistance
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JP2000164159A
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English (en)
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Takeshi Nishigami
猛 西上
Riichiro Ohara
利一郎 大原
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Toyo Tire Corp
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】加硫後の体積固有抵抗が半導電性範囲に入るも
のであって、オゾンが存在する雰囲気下で使用しても表
面抵抗値の変化が小さいゴム部材を製造可能な未加硫ゴ
ム組成物及び該組成物を加硫成形して得られる半導電性
ゴム部材を提供する。 【解決手段】原料ゴム及び加硫促進剤を含み、加硫後の
ゴムの電気抵抗が半導電性領域であり、該加硫後のゴム
の初期の表面抵抗値をR0 、オゾン含有雰囲気に暴露し
た後の表面抵抗値をRとしたとき、R/R0 ≧0.5で
ある未加硫ゴム組成物とする。前記加硫促進剤は炭素数
が5以上、好ましくは6以上の有機置換基を有する第2
級アミノ基を有するジチオカルバミン酸塩系加硫促進
剤、チウラム系加硫促進剤から選択される少なくとも1
種であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加硫することによ
り得られる成形体の電気抵抗が半導電性領域内であり、
オゾン含有雰囲気下においても抵抗値の変動が小さな半
導電性ゴム部材を製造するための未加硫ゴム組成物及び
該未加硫ゴム組成物にて加硫成形された半導電性ゴム部
材に関する。本発明の半導電性ゴム部材は、電子写真方
式の画像形成装置に使用するゴム部材として好適であ
る。
【0002】
【従来の技術】半導電性の領域のゴム部材は、特に複写
機やレーザービームプリンター等の電子写真方式の画像
形成装置において、感光体表面を所定電位に帯電させる
帯電ローラー、感光体に形成されたトナー画像を用紙や
フィルム等に転写する転写ローラーや転写ベルト、さら
には感光体上のカラートナー画像を一旦担持し、さらに
用紙等に転写するための中間転写ベルト等、多く使用さ
れている。
【0003】半導電性のゴム部材は既に公知であり、特
開平8−160766号公報において開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】静電写真方式の画像形
成装置において使用される半導電性ゴム部材は、多くは
圧縮、伸長など、一定の歪を受けた状態で使用される。
かかる使用状態において、使用中に応力緩和を起こして
所定の物理特性を維持できず、そのため、所定のゴム部
材としての機能を発揮できなくなることを防止するた
め、一般には加硫ゴムが半導電性ゴム部材構成材料とし
て使用される。
【0005】またかかる半導電性ゴム部材の電気特性、
即ち体積固有抵抗、表面抵抗値のいずれもが長期使用に
よって変動しないことも要求される。
【0006】一方、静電写真方式の画像形成に際して
は、感光体を所定の表面電位に帯電させたり、徐電を行
ったりするためにコロナ放電が行われる。コロナ放電が
行われるとオゾンが発生し、画像形成装置の内部におい
て比較的オゾン濃度が高くなり、使用されているゴム部
材もオゾンに暴露されることとなる。
【0007】しかるに、静電写真方式の画像形成装置に
おけるこのようなオゾン含有雰囲気下においては、従来
の加硫ゴム半導電性ゴム部材の表面抵抗値が大きく低下
する現象が発生し、その結果、例えば転写ベルトのよう
に、ベルト裏面側に電極を当接して荷電し、表面側に所
定電位を発生させるようなゴム部材においては、裏面側
の表面抵抗値の低下により表面側に所定電位が発生しな
くなって、転写ベルトとしての機能が低下するという現
象が発生し、改善が求められていた。
【0008】本発明の目的は、加硫後のゴムの体積固有
抵抗が半導電性領域に入るものであって、オゾンが存在
する雰囲気下で使用しても表面抵抗値の変化が小さいゴ
ム部材を製造することが可能な未加硫ゴム組成物及び該
未加硫ゴム組成物を加硫成形して得られる半導電性ゴム
部材を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、加硫成形に使用する原料の未加硫ゴム組
成物の配合について鋭意研究したところ、加硫促進剤と
して特定の化合物を使用することにより、オゾン環境に
おける半導電性ゴム部材の表面抵抗値の低下を抑制する
ことができることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【0010】即ち、本発明は、原料ゴム及び加硫促進剤
を含み、加硫後のゴムの電気抵抗が半導電性領域となる
未加硫ゴム組成物であって、該加硫後のゴムの初期の表
面抵抗値をR0 、オゾン含有雰囲気に暴露した後の表面
抵抗値をRとしたとき、R/R0 ≧0.5であることを
特徴とする。
【0011】かかる未加硫ゴム組成物を使用することに
より、オゾン含有雰囲気中で使用した場合にも電気特性
に問題となるような変化が起こりにくい半導電性ゴム部
材を得ることができる。
【0012】半導電性とは、一般に体積固有抵抗が10
6 〜1012Ω・cm程度である。従来の加硫ゴムをオゾ
ン含有雰囲気に暴露すると表面抵抗値が低下する原因は
明らかではないが、何らかの導電性の化学物質がゴム部
材表面に形成されるものと推定される。半導電性の領域
であっても、体積固有抵抗が108 〜1012Ω・cm程
度の比較的高抵抗のゴム部材が、オゾン含有雰囲気に暴
露すると表面抵抗値が低下する傾向が大きい。
【0013】なお、半導電性ゴム部材のオゾン雰囲気へ
の暴露による表面抵抗値の低下は、実験では7日程度で
終了し、それ以上大きく低下することはなく、従って、
暴露した後の表面抵抗値Rは低下した抵抗値を使用す
る。
【0014】上記未加硫ゴム組成物においては、前記加
硫促進剤が、炭素数5以上の有機基を置換基とする第2
級アミノ基を有するジチオカルバミン酸塩系加硫促進
剤、チウラム系加硫促進剤から選択される少なくとも1
種であることが好ましい。
【0015】このような加硫促進剤を使用することによ
り、加硫後のゴムの電気抵抗が半導電性領域となる未加
硫ゴム組成物であって、オゾン含有雰囲気中で使用して
も電気特性の変化が小さな半導電性ゴム部材が得られ
る。
【0016】前記加硫促進剤の有機置換基の炭素数は6
以上であることがより好ましく、7以上であることが特
に好ましい。第2級アミノ基は、2個の置換基を有する
が、少なくとも1個が炭素数5以上であればよく、双方
が炭素数5以上であることがより好ましい。2個の置換
基がNを含めてピペリジンのように環を形成してもよ
い。
【0017】本発明の半導電性ゴム部材は、原料ゴム及
び加硫促進剤を含む原料の未加硫ゴム組成物を成形して
得られ、加硫後の電気抵抗が半導電性領域となる半導電
性ゴム成形体であって、加硫後のゴムの初期の表面抵抗
値をR0 、オゾン含有雰囲気に暴露した後の表面抵抗値
をRとしたとき、R/R0 ≧0.5であることを特徴と
する。
【0018】上述の半導電性ゴム部材においては、前記
加硫促進剤は、炭素数5以上の有機基を置換基とする第
2級アミノ基を有するジチオカルバミン酸塩系加硫促進
剤、チウラム系加硫促進剤から選択される少なくとも1
種であることが好ましく、炭素数は6以上であることが
より好ましく、7以上であることが特に好ましい。
【0019】本発明の半導電性ゴム部材は、静電写真方
式の画像形成装置用ゴム部材として特に好適である。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明に使用する原料について説
明する。本発明に特徴的な加硫促進剤である、炭素数5
以上の有機基を置換基とする第2級アミノ基を有するジ
チオカルバミン酸塩系加硫促進剤、チウラム系加硫促進
剤としては、炭素数5以上の有機置換基としてペンチル
基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基、ラウリル
基等の脂肪族炭化水素基、シクロヘキシル基等の脂環族
炭化水素基、フェニル基、アルキル基置換フェニル基、
ベンジル基等が例示される。上述のようにピペリジン等
の環状第2級アミノ基でもよい。
【0021】具体的には、チウラム系加硫促進剤とし
て、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジサル
ファイド(ノクセラーTOT−N,大内新興化学工
業)、ペンタメチレンチウラムテトラサルファイド(ア
クセルTRA,川口化学工業)等が例示され、ノクセラ
ーTOT−Nの使用がより好ましい。また、ジチオカル
バミン酸塩系加硫促進剤としては、ジベンジルジチオカ
ルバミン酸亜鉛(ノクセラ−ZTC,大内新興化学工
業)、N−エチル−N−フェニルジチオカルバミン酸亜
鉛(アクセルPX,川口化学工業)、ピペコリルジチオ
カルバミン酸ピペコリン塩(ノクセラーP,大内新興化
学工業)、N−ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛
(ノクセラーZP,大内新興化学工業)等が例示され、
ノクセラ−ZTC,アクセルPX,ノクセラーPの使用
が特に好ましい。
【0022】上記の加硫促進剤に加えて上記以外のチウ
ラム系、ジチオカルバミン酸塩系を含む他の公知の加硫
促進剤を、本発明の効果を阻害しない範囲で併用しても
よく、加硫速度、ゴム部材の物理特性の調整等の自由度
が大きくなり、好ましい。
【0023】チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系以外
の加硫促進剤としては、グアニジン系、チアゾール系、
チオウレア系、スルフェンアミド系等の加硫促進剤が知
られているが、第2級アミノ基を有する場合には、その
置換基が炭素数5以上、より好ましくは7以上であるこ
とが好ましい。
【0024】未加硫ゴム組成物に使用する原料ゴムは、
加硫成形に使用される公知の原料ゴムは限定なく使用可
能であり、具体的には、エチレンプロピレンゴム(EP
DM)、ポリクロロプレンゴム(CR)、ニトリルブタ
ジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SB
R)、ミラブル型ポリウレタンゴム、ポリイソプレンゴ
ム、ブチルゴム等の合成ゴム、天然ゴム等が例示され
る。これらの原料ゴムは単独で使用してもよく、必要に
応じて2種以上を併用してもよい。
【0025】原料ゴムがそれ自体にて目的とする半導電
性である場合以外は、通常半導電性にするために導電性
の添加剤が使用される。即ち、例えばNBRを使用する
場合には、加硫後の体積固有抵抗が1010〜1011Ω・
cmの範囲では導電性の添加剤は不要であるが、これ以
外では導電性添加剤を添加することにより体積固有抵抗
を要求される範囲に調整する必要がある。これに対して
例えばEPDMは絶縁性であり、体積固有抵抗は1015
Ω・cm以上であるから、半導電性にするためには、導
電性材料の添加は必須である。
【0026】かかる導電性添加剤としては、具体的に
は、導電性酸化錫、インジウム・錫オキサイド(IT
O)等の金属酸化物、過塩素酸リチウム、チオシアン酸
アンモニウム等のイオン性化合物、カーボンブラック、
グラファイト等が例示される。カーボンブラックとして
は、いわゆるストラクチャー構造の発達したグレード、
例えばケッチェンブラックEC(ライオン油脂)、アセ
チレンブラック(デンカブラック、昭和電工)、VUL
CAN XC−72(Cabot)等を使用することが
好ましいが、このような高導電性のカーボンブラック以
外に、HAFカーボン、FEFカーボン等の一般的に補
強を目的として使用されるカーボンブラックもある程度
以上添加すると導電性が発現するので、本発明において
使用可能である。
【0027】導電性添加剤に加えて加硫ゴムの配合剤と
して、加硫剤と共に公知の添加剤は必要に応じて限定な
く使用可能である。具体的には、シリカ、酸化チタン、
炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の無機
化合物、可塑剤、プロセスオイル等の軟化剤、老化防止
剤、パラフィンワックス等のオゾン劣化防止剤、ステア
リン酸、ステアリン酸亜鉛等の加工助剤等が例示され
る。
【0028】加硫剤としては、イオウ、過酸化物が限定
なく使用可能であり、過酸化物としては、公知の過酸化
物は限定なく使用可能であり、具体的には次ベンゾイル
パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブ
チルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイ
ド等が例示される。
【0029】本発明の加硫ゴム部材は、特に静電写真方
式の画像形成装置の部材であることが好ましいが、かか
る部材としては、転写ベルト、中間転写ベルト、転写ロ
ーラー、帯電ローラー等が例示される。
【0030】
【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。実施例において使用した未加
硫ゴム組成物を構成する原料のうち、加硫剤、加硫促進
剤を除く成分については、表1の左欄に、またこれらの
成分を使用したマスターバッチMB1,MB2,MB3
の配合を表1の右欄に示した。
【0031】
【表1】 実施例並びに比較例に使用した加硫促進剤は、表2に示
した。表2中、置換基炭素数は、加硫促進剤を構成する
第2級アミノ基の炭素数の最も大きい有機置換基の炭素
数にて表示した。
【0032】
【表2】 未加硫ゴム組成物は、表1に示した配合により、バンバ
リーミキサーを使用してマスターバッチを混練し、冷却
後、混練ロールにて加硫剤と加硫促進剤を混練し、カレ
ンダーロールを使用して厚さ0.7mmのシート状の未
加硫ゴム組成物に形成した。
【0033】縦15cm、横20cm、厚さ0.5mm
のキャビティーを有する金型内に上記の未加硫ゴム組成
物のシートを裁断してセットし、熱プレスを使用して1
70℃にて15分加熱、加圧し、加硫ゴムシートを作製
した。
【0034】加硫ゴムシートの作製に使用した未加硫ゴ
ム組成物の配合は、表3において、使用したマスターバ
ッチと加硫剤、加硫促進剤を示した。
【0035】(評価) 1)表面抵抗値の測定 上記の加硫ゴムシートから150mm×150mmのシ
ートを切り出し、テストサンプルとした。テストサンプ
ルの表面抵抗値はJIS K 6911に準拠し、温度
23℃、湿度65%RH条件にて測定装置として超絶縁
抵抗計SM8205(東亜電波工業製)を使用して測定
した。
【0036】2)オゾン暴露 評価サンプルをオゾン濃度2ppm、温度50℃に調整
したオゾンウェザーメーター内に設置し、14日間オゾ
ン雰囲気に暴露し、暴露後の評価サンプルについて表面
抵抗値を測定した。測定結果を表3に示した。測定した
表面抵抗値、R/R0 比における、例えば5.5E10
の表記は、5.5×1010を表す。
【0037】
【表3】 これらの評価の結果、第2級アミノ基の炭素数が5以上
の置換基を有する加硫促進剤を使用した加硫ゴムは、オ
ゾン含有雰囲気中においても表面抵抗値の変化が小さい
ことが明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16C 13/00 F16C 13/00 E 5G301 B G03G 15/02 101 G03G 15/02 101 15/16 103 15/16 103 H01B 1/24 H01B 1/24 Z Fターム(参考) 2H003 AA18 BB11 CC05 2H032 AA05 BA09 BA18 BA23 3J103 AA01 BA41 FA12 GA02 GA57 GA58 HA12 HA20 4F070 AB16 AC50 AE08 GA05 GA06 4J002 AC001 AC011 AC061 AC071 AC081 AC091 BB151 BB181 BP021 CK021 EV156 EV166 FD010 FD110 FD140 FD156 GM00 GM01 GQ02 5G301 DA18 DA23 DA42 DD10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料ゴム及び加硫促進剤を含み、加硫後
    のゴムの電気抵抗が半導電性領域となる未加硫ゴム組成
    物であって、該加硫後のゴムの初期の表面抵抗値をR
    0 、オゾン含有雰囲気に暴露した後の表面抵抗値をRと
    したとき、 R/R0 ≧0.5 である未加硫ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記加硫促進剤が炭素数5以上の有機置
    換基を有する第2級アミノ基を有するジチオカルバミン
    酸塩系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤から選択され
    る少なくとも1種が使用されている請求項1に記載の未
    加硫ゴム組成物。
  3. 【請求項3】 原料ゴム及び加硫促進剤を含む未加硫ゴ
    ム組成物を成形して得られ、加硫後の電気抵抗が半導電
    性領域となるゴム成形体であって、該加硫後のゴムの初
    期の表面抵抗値をR0 、オゾン含有雰囲気に暴露した後
    の表面抵抗値をRとしたとき、 R/R0 ≧0.5 である半導電性ゴム部材。
  4. 【請求項4】 前記加硫促進剤が、炭素数5以上の有機
    基を置換基とする第2級アミノ基を有するジチオカルバ
    ミン酸塩、チウラム類から選択される少なくとも1種で
    ある請求項3に記載の半導電性ゴム部材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7137903B2 (en) 2004-04-21 2006-11-21 Acushnet Company Transitioning hollow golf clubs
CN109637740A (zh) * 2018-10-29 2019-04-16 徐冬 一种复合导电填料的制备方法

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