JP2002226711A

JP2002226711A - 導電性ポリマー組成物、導電性加硫ゴム、並びに導電性ゴムローラ及び導電性ゴムベルト

Info

Publication number: JP2002226711A
Application number: JP2001025898A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Hattori; 高幸服部; Tetsuro Mizoguchi; 哲朗溝口
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性ゴムローラ等に用いられる導電性ポリ
マー組成物の体積固有抵抗値を低くすると共に、圧縮永
久ひずみも小さくし、かつ、製品使用後の焼却時等の有
毒ガスの発生を抑え、環境に優しいゴム製品を得る。【解決手段】非ハロゲン系ポリマーと、スルホン酸、
又は、グルコン酸等の非ハロゲン系第４級アンモニウム
塩とを含む、非ハロゲン系である導電性ポリマー組成物
により、導電性ゴムローラ等のゴム製品を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ポリマー組
成物、導電性加硫ゴム、並びに導電性ゴムローラ及び導
電性ゴムベルトに関し、詳しくは、コピ−機、プリンタ
ー等の帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、転
写ローラ、転写ベルト等に有効に用いられるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】コピ−機、プリンター等に用いる帯電ロ
ーラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ、転
写ベルトにおいては、適度の安定した電気抵抗値を持た
せる必要がある。従来、この種のローラやベルトに導電
性を付与する方法として、ゴム中に金属酸化物の粉末や
カーボンブラック等の導電性充填剤を配合した電子導電
性ゴムを用いる方法と、ウレタンゴム、アクリロニトリ
ルブタジエンゴム（ＮＢＲ)、エピクロルヒドリンゴム
等のイオン導電性ゴムを用いる方法がある。

【０００３】上記導電性充填剤を配合した電子導電性ゴ
ムを用いた導電性ローラまたは導電性ベルトにおいて
は、その電気抵抗値が印加電圧に依存し、一定の電気抵
抗値を備えていない問題がある。特に、導電性充填剤と
してカーボンブラックを使用した場合、カーボンブラッ
クの添加量とゴムの体積固有抵抗との間に安定した相関
関係が見られず、かつ、カーボンブラックの添加量のわ
ずかな変化により電気抵抗値が急激に変化する領域があ
るため、電気抵抗値の制御が非常に困難になる。なお、
導電性ゴム材料の体積固有抵抗とローラに成形後のロー
ラ電気抵抗値とは後述するように定式で換算され、ロー
ラ（あるいはベルト）の形状により変化する。

【０００４】また、ゴム中で導電性充填剤が均一に分散
し難いことから、ローラやベルトの周方向や幅方向で電
気抵抗値がばらつきを持つという問題もある。さらに、
電気抵抗値の大きなばらつきが低減されたとしても、μ
ｍオーダーの微少な範囲での電気抵抗値のばらつきは依
然として存在する。このことから、デジタル化、カラー
化等、高画質化の技術のめざましい最近においては、電
子導電性ゴムでなく、イオン導電性ゴムの方が特に好ん
で用いられる傾向にある。

【０００５】一方、上記イオン導電性ゴムの導電剤とし
ては、ポリエチレンオキサイド等のポリエーテル構造を
含む導電性オリゴマーや導電性可塑剤がある。しかし、
上記導電剤を用いたイオン導電性ゴムでは、感光体を汚
染しやすい問題がある。

【０００６】上記以外に、アクリロニトリルブタジエン
ゴム（ＮＢＲ）やウレタンゴムを用いる方法もあるが、
ゴム材料の体積固有抵抗値は１０^９．６Ωｃｍ（ローラ
の電気抵抗値は１０^８．２Ω）以上の抵抗値しか得られ
ず、転写ベルトや転写ローラでもカラー用のもの等、比
較的低い電気抵抗値が要求されるものには対応できな
い。

【０００７】従って、上記した用途や、一部の帯電ロー
ラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等にはエピクロルヒ
ドリンゴムを単独または他の材料とブレンドして用いる
ことが一般的であり、種々の提案がなされている。

【０００８】また、アクリロニトリルブタジエンゴム
（ＮＢＲ）、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム等
のイオン導電性ゴムに、過塩素酸イオン又は塩化物イオ
ンを含む第４級アンモニウム塩を配合することにより、
電離度を高め、より低い電気抵抗を実現しようという試
みも種々なされている。

【０００９】例えば、特開２０００−１７１１８号で
は、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒド
リンゴム等の有機ゴムと、カーボンブラックと、過塩素
酸第４級アンモニウム塩等の導電付与剤とを含有するこ
とを特徴とする導電性ポリマー組成物により、電気抵抗
の位置ばらつきを少なくし、低硬度で圧縮永久ひずみを
少なくすることが提案されている。

【００１０】さらに、特開平９−１３２６７７号では、
アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリン
ゴム等のゴムに、過塩素酸の第４級アンモニウム塩等を
配合してなるゴム組成物により、ゴム組成物の導電性の
付与及び電気抵抗値の制御を容易にすることが提案され
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開２
０００−１７１１８号の導電性ポリマー組成物では、電
気抵抗のばらつきを少なくし、圧縮永久ひずみを低減で
きるものの、過塩素酸第４級アンモニウム塩を使用して
おり、組成物中に塩素を含むため、使用後に焼却処理し
たり、熱やせん断で分解してリサイクルしようとする
と、有毒な塩化水素ガスや、処理条件によっては、ダイ
オキシンを発生する恐れがあるという問題がある。

【００１２】また、特開平９−１３２６７７号のゴム組
成物では、圧縮永久ひずみの低減が十分でない上に、過
塩素酸第４級アンモニウム塩を使用しており、組成物中
に塩素を含むため、上記同様に、使用後の焼却処理等に
より、有毒な塩化水素ガスや、ダイオキシンを発生する
恐れがあるという問題がある。

【００１３】さらに、イオン導電性ポリマーであるエピ
クロルヒドリンゴムは、クロロプレンゴム（ＣＲ）や塩
素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、クロロスルホン化ポリエ
チレン（ＣＳＭ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）と同様、ポリ
マー組成中にハロゲンの一つである塩素を含んでいる。
従って、導電性ポリマーにおいて、エピクロルヒドリン
ゴムを用いた場合にも、上記同様に、有毒な塩化水素ガ
スや、ダイオキシンが発生する恐れがある。

【００１４】近年、環境問題が非常に重要視され、有毒
ガスやダイオキシンの発生が大きな社会問題ともなって
いる。このため、導電性ポリマー組成物においても、焼
却時等に有毒ガスやダイオキシンを発生しない材料を開
発することが早急に求められている。

【００１５】また、導電性ポリマー組成物において、体
積固有抵抗を低減するために、過塩素酸イオン又は塩化
物イオン等のハロゲン（特に塩素）を含む第四級アンモ
ニウム塩を配合した場合や、エピクロルヒドリンゴム等
のハロゲン（特に塩素）を含む導電性ポリマーを配合し
た場合には、その塩素等のハロゲンの部分が副反応を起
こす等の理由で、圧縮永久ひずみを著しく悪化させてし
まうという問題もある。

【００１６】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
もので、焼却時等の有毒物発生を抑制し、また使用後に
熱やせん断によって容易に分解できるようにすると共
に、体積固有抵抗が低く、圧縮永久ひずみが小さい導電
性ポリマー組成物及び導電性加硫ゴムを提供し、さらに
は、上記組成物を用い、耐久性や寸法安定性に優れ、か
つ環境に優しい導電性ゴムローラ及び導電性ゴムベルト
を提供することを課題としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、非ハロゲン系ポリマーと、非ハロゲン系
第４級アンモニウム塩とを含み、非ハロゲン系であるこ
とを特徴とする導電性ポリマー組成物を提供している。

【００１８】上記のように、本発明の導電性ポリマー組
成物は、非ハロゲン系第４級アンモニウム塩を用いてお
り、基材ポリマーとハロゲン成分とが副反応を起こすこ
とがないため、圧縮永久ひずみの低減と体積固有抵抗の
低減を両立して実現することができる。また、非ハロゲ
ン系ポリマー及び非ハロゲン系第４級アンモニウム塩を
用い、全体として非ハロゲン系としているため、使用後
に焼却等の処理を行う場合においても、塩化水素ガス等
の有害物質を発生する恐れが無い。これにより、従来の
イオン導電性ゴムでは実現できなかった低抵抗で、圧縮
永久ひずみが小さく、かつ、寸法安定性が良く、環境に
も優しい導電性ゴムローラあるいは導電性ゴムベルトを
提供することができる。

【００１９】上記非ハロゲン系第４級アンモニウム塩
は、スルホン酸の第４級アンモニウム塩、又は、グルコ
ン酸の第４級アンモニウム塩を、特に好適に用いること
ができる。上記理由は、非ハロゲン系第４級アンモニウ
ム塩の骨格構造について鋭意研究した結果、上記２種の
アンモニウム塩は、特に電離度が高いため、効率良く低
電気抵抗を実現でき、かつ、圧縮永久ひずみを小さくす
ることができる上に、感光体汚染も抑制することができ
ることに因る。

【００２０】非ハロゲン系第４級アンモニウム塩として
は、上記２種以外にも、硫酸、硝酸等の第４級アンモニ
ウム塩を用いることができる。このように、比較的強い
酸の塩であり、塩素等のハロゲンを含まない構造を持つ
ものが良い。

【００２１】非ハロゲン系第４級アンモニウム塩とし
て、具体的には、以下の式１（化１）で示される構造の
ものが挙げられる。

【００２２】

【化１】

【００２３】スルホン酸の第４級アンモニウム塩の具体
例として、上記式中、Ｍがｐ−トルエンスルホン酸残基
であるものが挙げられる。（商品名：ＫＰ−４７２８、
花王（株）製）グルコン酸の第４級アンモニウム塩の具体例として、上
記式中、Ｍがグルコノラクトン酸残基であるものが挙げ
られる。（商品名：ＫＰ−４７２９、花王（株）製）

【００２４】上記非ハロゲン系第４級アンモニウム塩の
添加量は、使用するポリマーや非ハロゲン系第４級アン
モニウム塩の種類により適宜定めることができる。

【００２５】また、非ハロゲン系第４級アンモニウム塩
をブレンドすることにより、ＮＢＲ、ウレタンゴム等、
それ単独では低電気抵抗を実現できなかった非ハロゲン
系ポリマーを含む導電性ポリマー組成物において、低電
気抵抗を実現することができる。

【００２６】上記非ハロゲン系ポリマーとしては、ウレ
タンゴム、ＮＢＲ、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の共重合体（ＥＯ
−ＰＯ−ＡＧＥ共重合体）等、従来公知の非ハロゲン系
導電性ポリマーから選択される１種または複数種の非ハ
ロゲン系導電性ポリマーを使用することが好ましい。中
でも、低電気抵抗を実現できるという観点より、ポリウ
レタン、ＮＢＲ、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ共重合体が好まし
い。

【００２７】また、低電気抵抗を損なわない範囲で、非
ハロゲン系の導電性をもたないポリマーをブレンドして
も構わない。上記非ハロゲン系の導電性をもたないポリ
マーの例としては、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ等の各種
合成ゴム、あるいは、天然ゴム、さらには、ＳＥＢＳ、
ＳＥＰＳ、ＳＥＥＰＳ等の熱可塑性エラストマーが挙げ
られる。

【００２８】上記非ハロゲン系ポリマーには、特にＮＢ
Ｒを含んでいることが好ましい。ＮＢＲを含んでいるこ
とにより、イオンが動きやすくなり、イオンの輸送効率
が高くなるので、体積固有抵抗を下げることができると
共に、圧縮永久ひずみも低減することができる。またＮ
ＢＲとしては、高分子量ＮＢＲと液状ＮＢＲの混合物が
特に好適に用いられる。

【００２９】上記導電性ポリマー組成物を加硫した導電
性加硫ゴムにおいて、ＪＩＳＫ６２６２に記載の加硫
ゴムの永久ひずみ試験法にて、測定温度７０℃、測定時
間２４時間で測定した圧縮永久ひずみの大きさが２５％
以下としている。これは、上記圧縮永久ひずみの値が２
５％より大きいと、ローラになった時の寸法変化が大き
くなりすぎて実用に適さないためである。特に、発泡体
として用いる（スポンジにする）場合、発泡倍率や発泡
形態によって幾分の差は生じるが、上記範囲であること
が好ましい。

【００３０】本発明の導電性ポリマー組成物は、その体
積固有抵抗値を１０^７．０Ωｃｍ〜１０^９．５Ωｃｍの
範囲とすることが好ましい。これは、体積固有抵抗値が
１０ ^７．０Ωｃｍより小さい導電性ポリマー組成物をイ
オン導電性ゴムで実現することが困難であり、カーボン
導電等電子導電性樹脂に頼るしかないためである。ま
た、体積固有抵抗値が１０^９．５Ωｃｍより大きいと、
ゴムローラやゴムベルトとした際に、転写や帯電、トナ
ー供給等の効率が低下し実用に適さなくなるという問題
があるためである。なお、体積固有抵抗値の測定条件
は、２３℃相対湿度５５％の恒温恒湿条件下、印加電圧
５００Ｖとしている。

【００３１】また、上記非ハロゲン系ポリマーとして
は、エチレンオキサイド（ＥＯ）ユニット含有ポリマー
が好ましい。導電性ポリマー組成物中、導電性が発揮さ
れるのは、ポリマー中のオキソニウムイオンや金属陽イ
オン（例えばポリマー老化防止剤中に含まれるニッケル
イオン等）、あるいはアンモニウムイオン（第４級アン
モニウム塩による）が、エチレンオキサイドユニット等
で安定化され、その部分の分子鎖のセグメント運動によ
り運搬されることによるものである。従って、エチレン
オキサイドユニット等の比率が高い方が多くのイオンを
安定化でき、低抵抗化を実現できる。

【００３２】上記効果は、ＮＢＲにおいても、同様であ
る。ＮＢＲではシアノ基を有しているが、シアノ基は強
い電子吸引性のため、π電子分布が窒素原子に偏ってい
る。よって、シアノ基はマイナスにチャージされる。こ
れに対し分子中の陽イオンが配向したマトリックスを形
成する。このように、イオンがゴム分子の熱運動で送ら
れて移動し、導電性が得られる。

【００３３】よって、上記非ハロゲン系ポリマーの好ま
しい組み合わせとして、ＮＢＲとＥＯの含有率が高いも
のが挙げられる。中でも、ＮＢＲと、ＥＯ含有率を高め
た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（ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ）三元共重合
体とのブレンド物とするのが好ましい。これにより、体
積固有抵抗を効率良く下げることができる。

【００３４】上記ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体は力
学物性が良好であり、かつＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重
合体と相溶性の高いＮＢＲ、とりわけ中ニトリル、中高
ニトリル、極高ニトリルの各種ＮＢＲをブレンドする
と、圧縮永久ひずみや硬度等の物性の面でも非常に良好
な組成物が得られる。

【００３５】また、上記ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合
体を非ハロゲン系ポリマーとして用い、これに非ハロゲ
ン系第４級アンモニウム塩を配合すると、効率良く、電
気抵抗を低下することができるため、高価なＥＯ−ＰＯ
−ＡＧＥ三元共重合体の使用量を減らして、低電気抵抗
を実現できる。このように、非ハロゲン系第４級アンモ
ニウム塩と組み合わせることにより、コストも低減しな
がら効率よく電気抵抗を低下することができる。

【００３６】加硫系としては、低電気抵抗と低汚染性と
を両立できるので、硫黄加硫系が適している。促進剤の
種類としては、ジベンゾチアジルジスルフィド、テトラ
メチルチウラムモノスルフィドを組み合わせていること
が好ましい。なお、ジベンゾチアジルジスルフィドのか
わりに２−メルカプトベンゾチアゾール等を用いてもよ
い。特に、硫黄（Ｓ）／ジベンゾチアジルジスルフィド
（ＤＭ）／テトラメチルチウラムモノスルフィド（Ｔ
Ｓ）、あるいは、硫黄（Ｓ）／２−メルカプトベンゾチ
アゾール（Ｍ）／テトラメチルチウラムモノスルフィド
（ＴＳ）の加硫系を、ＮＢＲや、ＮＢＲとＥＯの含有率
が高い高分子量のＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ３元共重合体のブ
レンド物に用いると、効率良く共架橋でき、感光体汚染
を低減できるとともに、圧縮永久ひずみを低減するため
好ましい。

【００３７】加硫は、通常の方法によって行うことがで
き、たとえば水蒸気加圧下の加硫缶中で加硫しても、あ
るいはプレス加硫によって加硫しても良く、必要に応じ
て二次加硫を行っても良い。また、過酸化物加硫系によ
り加硫することも可能であり、二次加硫と組み合わせる
ことにより、低汚染性を実現することができる。

【００３８】あるいは、塩素等のハロゲンを含まないウ
レタンゴムに上記非ハロゲン系第４級アンモニウム塩を
加えて導電性ポリマー組成物とする場合、ポリエーテル
ポリオール等に非ハロゲン系第４級アンモニウム塩と
１，４ブタンジオール等のポリオール、必要に応じて界
面活性剤や各種添加剤を加えて充分に攪拌する。攪拌し
た後、減圧下で脱泡した後に、イソシアネートとその反
応触媒を加えて注型し、加温してキュアーすると所望の
ローラやベルトを得ることができる。

【００３９】なお、ウレタンゴムに非ハロゲン系第４級
アンモニウム塩を加えて導電性ポリマー組成物とする場
合、上記に述べるように攪拌と注型、キュアーをするこ
とにより、本発明の導電性ポリマー組成物を得ることが
できる。

【００４０】本発明の導電性ポリマー組成物は、非ハロ
ゲン系ポリマー及び非ハロゲン系第４級アンモニウム
塩、加硫剤及び必要に応じて配合する各種配合剤（加硫
促進剤、充填剤、受酸剤、老化防止剤等）とを含む非ハ
ロゲン系の組成物であり、これらを溶融混練し、加硫す
ることにより導電性加硫ゴムを製造している。溶融混練
は通常の方法によって行うことができる。例えば、オー
プンロール、密閉式混練機等の公知のゴム混練装置を用
いて４０℃〜１３０℃で２〜１０分程度、混練りしてい
る。

【００４１】上記導電性ポリマー組成物を加硫して得ら
れた導電性加硫ゴムより、導電性ゴムローラおよび導電
性ゴムベルトを成形している。本発明の導電性加硫ゴム
は低い体積固有抵抗を有し、かつ圧縮永久ひずみが小さ
い点で優れている上に、非ハロゲン系であるので、焼却
時に有毒ガスが発生しない。従って、これを用いた導電
性ゴムローラにおいては、電気抵抗値が低いため、カラ
ー用の転写ローラや帯電ローラ、トナー供給ローラや現
像ローラ等、低い電気抵抗値が要求される場合に、特に
好適に用いられ、熱やせん断によって分解させる時も有
毒ガスを発生させず、環境に優しい製品を提供すること
ができる。

【００４２】上記導電性ゴムローラは、常法により作成
でき、例えば、上記導電性ポリマー組成物（混練物）を
単軸押出機でチューブ状に予備成形し、この予備成形品
を１６０℃、１０〜６０分加硫したのち、芯金を挿入し
表面を研磨した後、所要寸法にカットしてローラとする
等の従来公知の種々の方法を用いることができる。加硫
時間は、加硫試験用レオメータ（例：キュラストメー
タ）により最適加硫時間を求めて決めるとよい。また、
加硫温度は必要に応じて上記温度に上下して定めてもよ
い。なお、ウレタンゴムの場合は、配合内容によるが、
８０℃で１２時間、適度キュアーすると良い。

【００４３】また、上記導電性ゴムベルトは、上記導電
性ポリマー組成物（混練物）を、押出成形機によりベル
ト状に押し出して成形した後、１６０℃、１０〜６０分
加硫を行って、ベルト本体を作成する等の従来公知の種
々の方法を用いることができる。加硫温度は必要に応じ
て上記温度に上下して定めてもよい。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。本発明の第一実施形態の導電性ポリマー組成物は、
非ハロゲン系ポリマー及び非ハロゲン系第４級アンモニ
ウム塩を含んでおり、非ハロゲン系の組成物としてい
る。

【００４５】上記非ハロゲン系ポリマーとして、エチレ
ンオキサイドユニット含有ポリマーであるエチレンオキ
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（ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ）三元共重合体と、アクリロ
ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）とのブレンド物を用
いている。上記ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体におい
て、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の共重合比率は、９０モル％／４
モル％／６モル％であり、数平均分子量Ｍｎは８０００
０としている。上記ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を
２５重量部、アクリロニトリルブタジエンゴムを７５重
量部の割合で混合している。

【００４６】上記非ハロゲン系第４級アンモニウム塩と
して、グルコノラクトン酸の第４級アンモニウム塩を５
重量部配合している。

【００４７】上記導電性ポリマー組成物に加え、加硫剤
及び必要に応じて各種配合剤を配合した後、密閉式混練
機等の公知のゴム混練装置を用いて溶融混練し、加硫し
ている。これにより、導電性ゴムローラ等に用いられる
導電性加硫ゴムを得ている。

【００４８】上記導電性加硫ゴムは、ＪＩＳＫ６２６
２に記載の加硫ゴムの永久ひずみ試験法において、測定
温度７０℃、測定時間２４時間で測定した圧縮永久ひず
みが２２％である。

【００４９】また、上記導電性加硫ゴムは、２３℃相対
湿度５５％の恒温恒湿条件下、印加電圧５００Ｖの測定
条件において、体積固有抵抗値が１０^８．２である。

【００５０】また、上記導電性ポリマー組成物を単軸押
出機でチューブ状に予備成形し、この予備成形品を１６
０℃、１０〜６０分加硫したのち、芯金を挿入し表面を
研磨した後、所要寸法にカットして、転写用ローラとし
ている。図１に示すように、上記転写用の導電性ゴムロ
ーラ１は、略円筒形状であり、その内周には軸芯２が挿
入されいる。

【００５１】これにより、体積固有抵抗値が低く、圧縮
永久ひずみも小さいため、寸法安定性、耐久性に優れ、
かつ、非ハロゲン系であるため使用後の焼却等の場合に
もハロゲンに起因する汚染物質が発生しない導電性ゴム
ローラを得ることができる。

【００５２】なお、本実施形態においては、転写用ロー
ラとして上記導電性ポリマー組成物より導電性ゴムロー
ラを作成したが、該導電性ポリマー組成物は、帯電ロー
ラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等の導電性ゴムロー
ラとして用いられることはいうまでもない。また、導電
性ポリマー組成物に種々の発泡剤を配合して発泡ロール
等として用いてもよい。

【００５３】なお、非ハロゲン系ポリマーとして、上記
ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体のみ、あるいはＮＢ
Ｒ、ウレタンゴム等を単独で用いてもよいし、他の成分
とのブレンド等としてもよいことはいうまでもない。非
ハロゲン系第４級アンモニウム塩として、スルホン酸の
第４級アンモニウム塩等を用いてもよいことはいうまで
もない。

【００５４】また、図２に示すように、導電性ポリマー
組成物より転写ベルト等の導電性ゴムベルト３を作成し
ている。導電性ゴムベルト３は、２個以上のプーリー４
によって張架状態とされ、回転移動する導電性ゴムベル
ト３の上側の直線状部分５に紙等のシート材６を担持し
て搬送し、また、感光体上に作られたトナー像をシート
材に転写するものである。

【００５５】以下、本発明の導電性ポリマー組成物の実
施例１〜６及び比較例１〜６について詳述する。

【００５６】実施例１〜５および比較例１〜４につい
て、各々下記の表１及び表２に記載の配合からなる材料
（配合薬品）を密閉式混練機（ＤＳ１０−４０ＭＷＡ−
Ｓ、（株）森山製作所製）により各配合量で混練した。
上記混練機からリボン取りしたゴムをローラヘッド押出
機により押し出してシート状に成形し、それを金型に仕
込んで、１６０℃で最適時間プレス加硫し、物性評価用
の加硫ゴムスラブシートを作製した。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】また、実施例６、及び比較例５、６につい
て、表３及び表４に記載の配合に基づき、ポリエーテル
ポリオールに第４級アンモニウム塩、１，４―ブタンジ
オール、シリコーン系界面活性剤を加えて汎用の攪拌機
で攪拌し、各々を均一に分散させた。分散後、減圧下で
脱泡した後に、イソシアネートとその反応触媒を加えて
物性評価用のスラブシート作製金型に注型した。注型
後、８０℃で１２時間キュアーし、同じく物性評価用の
スラブシートを作製した。

【００６０】

【表３】

【００６１】

【表４】

【００６２】上記各表中の上段（加硫促進剤まで）の数
値は重量部である。塩素含有量の単位は重量％であり、
圧縮永久ひずみの単位は％である。また、略語ＥＯはエ
チレンオキサイド、ＰＯはプロピレンオキサイド、ＡＧ
Ｅはアリルグリシジルエーテル、ＥＰはエピクロルヒド
リンを表す。

【００６３】また、上記各表中、アクリロニトリルブタ
ジエンゴムとは、通常のアクリロニトリルブタジエンゴ
ム１００重量部に、液状アクリロニトリルブタジエンゴ
ムを５０重量部の割合で含有させたものを、各表中の重
量部で用いた。

【００６４】ハロゲン非含有第四級アンモニウム塩（非
ハロゲン系第４級アンモニウム塩）１としては、上述し
たＫＰ−４７２９（グルコノラクトン酸塩）を用いた。
ハロゲン非含有第四級アンモニウム塩（非ハロゲン系第
４級アンモニウム塩）２としては、上述したＫＰ−４７
２８（ｐ−トルエンスルホン酸塩）を各々用いた。

【００６５】比較例において、ハロゲン含有第四級アン
モニウム塩１として、塩素を含む以下の式２（化２）で
示される構造のもの（コータミン８６Ｐコンク、花王
（株）製）を用いた。

【００６６】

【化２】

【００６７】加硫促進剤１はジベンゾチアジルジスルフ
ィド、加硫促進剤２はテトラメチルチウラムモノスルフ
ィド、加硫促進剤３はＮ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−
ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、加硫促進剤４は２
−（４′−モルフォリノジチオ）ベンゾチアゾール、加
硫促進剤５はＮ，Ｎ′−ジエチルチオ尿素とした。

【００６８】（実施例１乃至実施例６）非ハロゲン系ポ
リマーとして、アクリロニトリルブタジエンゴムのみ
（実施例３）、又は、スチレンブタジエンゴム及びアク
リロニトリルブタジエンゴム、又は、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧ
Ｅ三元共重合体及びアクリロニトリルブタジエンゴムを
表１に示す配合比にてブレンドして用いた（実施例１〜
２、実施例４〜５）。これに、上述した非ハロゲン系第
４級アンモニウム塩を、表１に示す配合比にてブレンド
し、上記方法により導電性ポリマー組成物からなる試験
片を得た。また、ポリエーテルポリオールとして、分岐
を持つ表３に記載のポリエーテルポリオールを用い、さ
らに短鎖のポリオールとして、１，４―ブタンジオール
を用い、これに上述した非ハロゲン系第４級アンモニウ
ム塩を表３に示す配合比にてブレンドし、上記方法によ
り導電性ポリウレタン組成物からなる試験片を得た（実
施例６）。

【００６９】（比較例１乃至比較例３）比較例１は、Ｅ
Ｏ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体及びアクリロニトリルブ
タジエンゴムを表２に示す配合比にて用い、ハロゲン含
有第四級アンモニウム塩を配合した。比較例２は、ＥＯ
−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体は用いず、アクリロニトリ
ルブタジエンゴム及びエピクロルヒドリンゴムを配合
し、第四級アンモニウム塩は配合しなかった。非ハロゲ
ン系ポリマーとして、比較例３はアクリロニトリルブタ
ジエンゴムのみを用い、また、比較例４はスチレンブタ
ジエンゴムとアクリロニトリルブタジエンゴムのブレン
ドを用い、共に第４級アンモニウム塩は配合しなかっ
た。

【００７０】上記のように作成した各実施例及び各比較
例の導電性ポリマー組成物からなる試験片について、下
記の特性測定を行った。その結果を上記表１及び表２の
下段に示す。

【００７１】（体積固有抵抗値の測定）上記の様に加硫
ゴムスラブシート（１３０ｍｍ×１３０ｍｍ×２ｍｍ）
を作成し、アドバンテストコーポレーション社製のデジ
タル超高抵抗微小電流計R-8340Aを用いて、２３℃相対
湿度５５％の恒温恒湿条件下、印加電圧５００Vとし
て、ＪＩＳＫ６９１１に記載の体積抵抗率（体積固有
抵抗値）ρV（Ωｃｍ）を測定した。なお、表１、表２
には、体積固有抵抗値を常用対数値で示している。

【００７２】なお、単層の均一なソリッドローラの場合
には、ローラ電気抵抗Ｒ（Ω）は、次式の様に表すこと
ができる。 R（Ω）＝（ρV／２πν）ｌｏｇ_１０（ｒ１／ｒ
２）上記式中、ρVは体積固有抵抗（Ω・ｃｍ）であり、ν
はロールゴム幅（ｃｍ）であり、ｒ１はロール外径（ｍ
ｍ）、ｒ２はシャフト外径（ｍｍ）である。例えば、ロ
ーラの寸法が、ｒ１＝１５、ｒ２＝６、ν＝２１．８で
ある場合、これらの値を代入すると、理論上、次式の様
になる。ｌｏｇ_１０ R（Ω）＝ −２．５＋ｌｏｇ_１０
ρV よって、体積固有抵抗値（Ωｃｍ）が１０^７．０〜１０
^９．５（Ωｃｍ）であれば、上記寸法のソリッドの転写
ローラでは、そのローラ電気抵抗値Ｒ（Ω）が１０
^４．５〜１０^７．０（Ω）となる。但し、実測値では、
上式中の数値２．５は１．３〜２．０となり、ローラ電
気抵抗値Ｒ（Ω）は１０^５．０〜１０^８．２（Ω）とな
る。

【００７３】（圧縮永久ひずみの測定）ＪＩＳＫ６２
６２「加硫ゴムの永久ひずみ試験方法」の規定に従い、
温度７０℃、２４時間で測定した。

【００７４】表１から分かるように、実施例１〜実施例
２及び実施例５は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の共重合比率が９０
モル％／４モル％／６モル％であり、数平均分子量Ｍｎ
が８万である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三元共重合体（ＥＯ−Ｐ
Ｏ−ＡＧＥ共重合体）をアクリロニトリルブタジエンゴ
ムに対して重量比２５：７５、７５：２５で混合した非
ハロゲン系ポリマーに、さらに非ハロゲン系第４級アン
モニウム塩を配合した本発明の導電性ポリマー組成物で
あり、実施例３はアクリロニトリルブタジエンゴムのみ
を非ハロゲン系ポリマーとして使用し、さらに非ハロゲ
ン系第４級アンモニウム塩を配合した本発明の導電性ポ
リマー組成物である。また、実施例４はアクリロニトリ
ルブタジエンゴムとスチレンブタジエンゴムのブレンド
物を非ハロゲン系ポリマーとして使用し、さらに非ハロ
ゲン系第４級アンモニウム塩を配合したものであり、同
じく本発明の導電性ポリマー組成物である。実施例６も
表３からわかるように、非塩素、非ハロゲンのポリウレ
タンに非ハロゲン系第４級アンモニウム塩を含有したも
のであり、同じく本発明の導電性ポリマー組成物であ
る。

【００７５】実施例１〜実施例６の導電性ポリマー組成
物からなる試験片は、体積固有抵抗値が１０^７．７Ωｃ
ｍ〜１０^９．０Ωｃｍ及び圧縮永久ひずみは９．８％〜
２５％であり、このように、実施例１〜実施例６は体積
固有抵抗値が低く、圧縮永久ひずみが小さいという優れ
た特性を有していることが確認できた。また、実施例１
〜６は全て塩素含有率は０．０％であり、塩素を含有し
ないので、使用後の処理時における塩化水素、ダイオキ
シン発生の問題がないことも確認できた。

【００７６】このように、導電性ポリマーを用いている
ので、低電気抵抗を実現でき、さらに非ハロゲン系第４
級アンモニウム塩を配合することにより、実施例１、２
においては、高価なＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体の
使用量を減らして、低電気抵抗を実現でき、コスト的に
も有利であった。

【００７７】また、実施例３はアクリロニトリルブタジ
エンゴムのみをポリマーとして使用しているので、実施
例１〜２及び実施例４〜６に比べ、圧縮永久ひずみが
９．８％と、特に小さかった。また、非ハロゲン系第４
級アンモニウム塩を配合することにより、従来ＮＢＲ単
独では実現できなかった低電気抵抗が得られた。

【００７８】一方、表２に示すように、比較例１は、非
ハロゲン系第４級アンモニウム塩に代えて、塩素を含む
ハロゲン含有第四級アンモニウム塩を配合した点のみが
実施例１の配合と異なる組成物であるが、塩素を含むハ
ロゲン含有第四級アンモニウム塩を配合しているため、
圧縮永久ひずみが３０％と大きく、スペックアウトして
不適であった。またハロゲン含有第四級アンモニウム塩
を配合しているので、塩素を含有するため、使用後の処
理時において、塩化水素やダイオキシンが発生する問題
が生じてしまう。

【００７９】比較例２は、アクリロニトリルブタジエン
ゴム及びエピクロルヒドリンゴムを配合し、第四級アン
モニウム塩を配合しない組成物であるが、塩素を含有し
ているエピクロルヒドリンゴムを配合しているので、使
用後の処理時において、塩化水素やダイオキシンが発生
する問題が生じてしまう。

【００８０】比較例３乃至比較例５は、ハロゲンを含有
しない導電性ポリマー組成物であるが、非ハロゲン系第
４級アンモニウム塩を配合していないため、体積固有抵
抗値が１０^９．６Ωｃｍ以上と高く、スペックアウトし
て不適であった。

【００８１】比較例６は、ハロゲン含有第４級アンモニ
ウム塩を配合した点のみが実施例６と異なる組成物であ
るが圧縮永久ひずみが２９％と大きく不適であった。ま
た、塩素を含有するため、使用後の処理時において塩化
水素やダイオキシンが発生する問題が生じてしまう。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、非ハロゲン系第４級アンモニウム塩を用いる
ので、低い体積固有抵抗を得られる上に、圧縮永久ひず
みを低減することができる。また、非ハロゲン系ポリマ
ーと非ハロゲン系第４級アンモニウム塩とを含み、全体
として非ハロゲン系であるために、使用後に焼却等の処
理を行う場合においても、塩化水素ガス等のハロゲン由
来の有害物質が発生する恐れが無い、環境に良い導電性
ポリマー組成物とすることができる。

【００８３】このように、体積固有抵抗値が低く、耐久
性や寸法安定性等の実用性に優れるため、本発明の導電
性ポリマー組成物を用いたゴムローラやゴムベルトは、
転写ベルトや転写ローラにおいて好適に用いることがで
きる。特に、カラー用、高画質用のもの等、低抵抗を要
求されるようなプロセスでも、導電性ゴムローラ及び導
電性ゴムベルトとして好適に使用することができ、ま
た、使用後に熱やせん断によって容易に分解できるた
め、環境に優しい製品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性ゴムローラの概略図である。

【図２】本発明の導電性ゴムベルトの概略図である。

【符号の説明】１導電性ゴムローラ２軸芯３導電性ゴムベルト４プーリー５直線状部分６シート材

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月２６日（２００１．１１．
２６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】上記非ハロゲン系第４級アンモニウム塩
は、スルホン酸の第４級アンモニウム塩、又は、グルコ
ン酸の第４級アンモニウム塩、グルコノラクトンの第４
級アンモニウム塩を、特に好適に用いることができる。
上記理由は、非ハロゲン系第４級アンモニウム塩の骨格
構造について鋭意研究した結果、上記アンモニウム塩
は、特に電離度が高いため、効率良く低電気抵抗を実現
でき、かつ、圧縮永久ひずみを小さくすることができる
上に、感光体汚染も抑制することができることに因る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】スルホン酸の第４級アンモニウム塩の具体
例として、上記式中、Ｍがｐ−トルエンスルホン酸残基
であるものが挙げられる。（商品名：ＫＰ−４７２８、
花王（株）製）グルコノラクトンの第４級アンモニウム塩の具体例とし
て、上記式中、Ｍがグルコノラクトン残基であるものが
挙げられる。（商品名：ＫＰ−４７２９、花王（株）
製）

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】上記非ハロゲン系第４級アンモニウム塩と
して、グルコノラクトンの第４級アンモニウム塩を５重
量部配合している。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６４】ハロゲン非含有第四級アンモニウム塩（非
ハロゲン系第４級アンモニウム塩）１としては、上述し
たＫＰ−４７２９（グルコノラクトン塩）を用いた。ハ
ロゲン非含有第四級アンモニウム塩（非ハロゲン系第４
級アンモニウム塩）２としては、上述したＫＰ−４７２
８（ｐ−トルエンスルホン酸塩）を各々用いた。

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 ＢＤＥＧ０３Ｇ 15/02 １０１Ｇ０３Ｇ 15/02 １０１ 15/08 ５０１ 15/08 ５０１Ｄ５０１Ａ 15/16 15/16 １０３１０３Ｆターム(参考） 2H077 AC04 AD06 DB14 DB15 FA23 FA27 2H200 FA07 FA18 HA02 HA28 HB12 HB45 HB46 JA02 JA25 JA26 JB06 JB45 JB46 MA03 MA13 MA20 MB01 3J103 AA02 FA02 GA02 GA57 GA58 HA20 HA53 4F070 AA07 AA32 AA46 AA52 AA53 AC40 AC42 AC50 AE06 AE08 BA02 FB06 GA06 GB09 GC03 4J002 AC071 CD191 CH051 CK021 EG066 EN136 EV167 EV256 EV327 EV347 FD111 FD116 FD147 GM00 GM01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非ハロゲン系ポリマーと、非ハロゲン系
第４級アンモニウム塩とを含み、非ハロゲン系であるこ
とを特徴とする導電性ポリマー組成物。
【請求項２】上記非ハロゲン系第４級アンモニウム塩
は、スルホン酸の第４級アンモニウム塩、又は、グルコ
ン酸の第４級アンモニウム塩である請求項１に記載の導
電性ポリマー組成物。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の導電性
ポリマー組成物を加硫した導電性加硫ゴムにおいて、Ｊ
ＩＳＫ６２６２に記載の加硫ゴムの永久ひずみ試験法
にて、測定温度７０℃、測定時間２４時間で測定した圧
縮永久ひずみの大きさが２５％以下である導電性加硫ゴ
ム。
【請求項４】請求項３に記載の導電性加硫ゴムを用い
ることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【請求項５】請求項３に記載の導電性加硫ゴムを用い
ることを特徴とする導電性ゴムベルト。