JP2002339949A

JP2002339949A - 複合半導電性シリコーンゴムロール

Info

Publication number: JP2002339949A
Application number: JP2001143465A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kanai; 孝志金井
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: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】温度と湿度による抵抗値の変動を軽減できる
複合半導電性シリコーンゴムロールを提供する。【解決手段】弾性体を二層にして内部に発泡弾性体２
を、外周に弾性体３を設け、発泡弾性体２を、平均粒子
径７０〜３５０ｎｍでＤＢＰ吸油量が２８〜６３ｍｌ／
１００ｇのカーボンブラックをシリコーンゴムコンパウ
ンド１００重量部に対し５０〜２００重量部含有した半
導電性シリコーンゴム組成物１００重量部に対し、アゾ
ビスイソブチロニトリルを０．１〜３０重量部、加硫剤
を配合した半導電性シリコーンゴム発泡体配合物を発泡
加硫硬化させる。弾性体３を、シリコーンゴムコンパウ
ンド１００重量部に対し電子導電性繊維物質を２〜１０
０重量部、電解質を溶解したイオン導電性組成物を０．
１〜１０重量部含有した半導電性シリコーンゴム組成物
１００重量部に対し、加硫剤を配合した半導電性シリコ
ーンゴム配合物を加硫硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンタや複写機器等に代表されるＯＡ機器の現像部分に
使用される現像ロール、帯電ロール、トナー搬送用ロー
ル、転写ロール、感光ドラムクリーニングロール等とし
て使用される複合半導電性シリコーンゴムロールに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式のレーザービームプリンタ
等に用いられている各機器は、帯電、露光、現像、転
写、及び定着の各工程の繰り返しにより、印刷物を得て
いる。帯電工程では感光体の表面に均一な電荷を付与
し、露光工程では原稿からの反射光、レーザ光、ＬＥＤ
光等の照射により、感光体上に静電潜像を形成する。ま
た、現像工程ではトナー等により静電潜像を可視化し、
転写工程では可視化された像を静電的に記録紙上に転写
するとともに、定着工程ではトナーを記録紙上に加熱加
圧圧着する。このような５工程を経ることにより、印刷
物が印刷される。

【０００３】上記工程で使用されるもののうち、現像ロ
ール、トナー搬送ロール、帯電ロール、転写ロール、感
光ドラムクリ−ニングロールには、半導電性ロールが使
用される。この半導電性ロールには、ウレタンゴム、Ｎ
ＢＲ、ＥＰＤＭ、又はシリコーンゴム等からなる半導電
性のロールが好適に用いられる。特に、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には、
発泡弾性体単層の半導電性ロールが用いられる。このよ
うな半導電性ロールは、印字条件、紙の種類や環境が変
化した場合、それぞれのロールに印加される電圧あるい
は電流が変化して印字品位を一定に保つよう制御され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記樹脂を半導電化す
るには、二つの方法がある。一つ目の方法は、カーボン
系の導電材料を主材として使用する電子導電方式であ
る。この方式の場合、レーザービームプリンタ等で用い
られる高電圧の使用環境では、導電材料であるカ一ボン
の安定性維持に限界があり、カーボンとカーボン間のス
トラクチャーが断絶したり、カーボンの気化等により長
時間使用すると設定した抵抗値から外れてしまうという
問題がある。特にこの問題は、高電圧になればなるほ
ど、又電流を流せば流すほど、顕著に現れることとな
る。また、通常の導電性カーボンブラックを用いる場
合、カーボンストラクチャーのトンネル効果により、電
流と電圧の関係は、オームの法則に従わずに非線形にな
ることが知られている。精度の高い半導電領域の抵抗を
管理しなければならない現像ロール、転写ロールをはじ
めとするＯＰＣ回りのロールの特性として、これら電流
と電圧の非線形性は不合理である。

【０００５】二つ目の方法は、イオン導電により導電化
する方法である。イオン導電とは、自由に熱運動できる
ポリマー中の非共有電子対とリチウム等の金属イオンと
で電子をやりとりすることにより、導電化することをい
う。この方法の場合には、抵抗値の電圧依存性は少ない
が、樹脂をイオン導電化するために熱運動する非共有電
子対を有したポリマーを添加する必要があるので、これ
がブリードして感光体が汚染するという問題がある。ま
た、分子の熱運動を利用するので、温度や湿度により抵
抗値が大きく変化するという問題もある。このように従
来の電子導電、イオン導電それぞれ単層のロールでは、
近年の画像の高画質化に対応するのがきわめて困難であ
る。

【０００６】本発明は、上記に鑑みなされたもので、抵
抗値が電圧に依存せず、感光体の汚染を抑制防止し、温
度と湿度による抵抗値の変動を軽減することのできる複
合半導電性シリコーンゴムロールを提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、導電性軸体の外周に
弾性体を有するゴムロールであって、上記弾性体を、電
子導電とイオン導電の異なる二層構造に構成したことを
特徴としている。

【０００８】また、請求項２記載の発明においては、上
記課題を達成するため、導電性軸体の外周に弾性体を有
するゴムロールであって、上記弾性体を二層構造として
その内部に発泡弾性体を、外部には弾性体をそれぞれ形
成し、上記発泡弾性体は、平均粒子径７０〜３５０ｎｍ
でＤＢＰ吸油量が２８〜６３ｍｌ／１００ｇの範囲のカ
ーボンブラックをシリコーンゴムコンパウンド１００重
量部に対して５０〜２００重量部含有した半導電性シリ
コーンゴム組成物１００重量部に対し、発泡剤としてア
ゾビスイソブチロニトリルを０．１〜３０重量部、必要
量の加硫剤を配合してなる半導電性シリコーンゴム発泡
体配合物を発泡加硫硬化させたものであり、上記弾性体
は、シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に対して
電子導電性繊維物質を２〜１００重量部、少なくとも１
種類のカチオンを含む電解質を溶媒に溶解したイオン導
電性組成物を０．１〜１０重量部含有した半導電性シリ
コーンゴム組成物１００重量部に対し、必要量の加硫剤
を配合してなる半導電性シリコーンゴム配合物を加硫硬
化させたものであることを特徴としている。

【０００９】また、請求項３記載の発明においては、上
記課題を達成するため、導電性軸体の外周に弾性体を有
するゴムロールであって、上記弾性体を二層構造として
その内部に発泡弾性体を、外部には弾性体をそれぞれ形
成し、上記発泡弾性体は、シリコーンゴムコンパウンド
１００重量部に対して電子導電性繊維物質を２〜１００
重量部、少なくとも１種類のカチオンを含む電解質を溶
媒に溶解したイオン導電性組成物を０．１〜１０重量部
含有した半導電性シリコーンゴム組成物１００重量部に
対し、発泡剤としてアゾビスイソブチロニトリルを０．
１〜３０重量部、必要量の加硫剤を配合してなる半導電
性シリコーンゴム発泡体配合物を発泡加硫硬化させたも
のであり、上記弾性体は、平均粒子径７０〜３５０ｎｍ
でＤＢＰ吸油量が２８〜６３ｍｌ／１００ｇの範囲のカ
ーボンブラックをシリコーンゴムコンパウンド１００重
量部に対して５０〜２００重量部含有した半導電性シリ
コーンゴム組成物１００重量部に対し、必要量の加硫剤
を配合してなる半導電性シリコーンゴム配合物を加硫硬
化させたものであることを特徴としている。

【００１０】なお、体積抵抗値の電圧依存性(線形性)を
０．６以上とすることが好ましい。また、抵抗値のバラ
ツキ(ＭＡＸ／ＭＩＮ)を１．２０以内とすることが好ま
しい。さらに、上記弾性体の発泡弾性体の抵抗値(Ｎ)と
弾性体の抵抗値(Ｇ)とを、Ｎ＞Ｇの関係にすると良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明すると、本実施形態における複合
半導電性シリコーンゴムロールは、図１や図２に示すよ
うに、円柱形を呈した導電性軸体１の外周に弾性体を成
形し、この弾性体を二層構造としてその内部に円柱形の
発泡弾性体２を、この発泡弾性体２の外周には円筒形の
弾性体３をそれぞれ成形し、発泡弾性体２を、平均粒子
径７０〜３５０ｎｍでＤＢＰ吸油量が２８〜６３ｍｌ／
１００ｇの範囲のカーボンブラックをシリコーンゴムコ
ンパウンド１００重量部に対して５０〜２００重量部含
有した半導電性シリコーンゴム組成物１００重量部に対
し、発泡剤としてアゾビスイソブチロニトリル(ＡＩＢ
Ｎ)を０．１〜３０重量部、必要量の加硫剤を配合して
なる半導電性シリコーンゴム発泡体配合物を発泡加硫硬
化させたものとし、弾性体３を、シリコーンゴムコンパ
ウンド１００重量部に対して電子導電性繊維物質を２〜
１００重量部、少なくとも１種類のカチオンを含む電解
質を溶媒に溶解したイオン導電性組成物を０．１〜１０
重量部含有した半導電性シリコーンゴム組成物１００重
量部に対し、必要量の加硫剤を配合してなる半導電性シ
リコーンゴム配合物を加硫硬化させたものとする。

【００１２】導電性軸体１は、鉄・アルミニウム(合金)
・真鍮等の導電性金属の心金、又はこれらの表面に無電
解ニッケルメッキを施したもの、あるいはカーボンブラ
ックや金属粉等の導電性付与剤を配合した樹脂で棒状に
成形したもの等、導電性と剛性を有するものであればい
ずれでも良い。この導電性軸体１は、電子写真装置への
組み込み時に駆動装置に連結されて回転駆動する。ま
た、電気的に設置、あるいは回路と接続してバイアス電
圧が印加される。

【００１３】発泡弾性体２は、発明の趣旨からして上記
構成のものであれば、特に制限されるものではない。例
えばウレタン、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤ
Ｍ）、エピクロルヒドリン、シリコーン、クロロプレン
等の材料からなる発泡ゴム、及びスチレン・ブタジエン
・ブロック共重合体(ＳＢＳ)、水素添加スチレン・ブタ
ジエン・ブロック共重合体等の材料からなる発泡熱可塑
性エラストマーから選択された１種類、あるいはそれら
の材料を組み合わせて発泡した発泡弾性体２、又はそれ
らの発泡体の組み合わせによる発泡弾性体２等があげら
れる。これらの中でも、弾性体３との相性を考慮する
と、シリコーンゴムが最適である。

【００１４】発泡弾性体２に用いられるシリコーンゴム
配合物としては、主成分として主にビニル基含有オルガ
ノポリシロキサン、架橋剤として主にハイドロジェンポ
リシロキサンを用い、さらに発泡剤、導電性カーボンブ
ラック、白金化合物系触媒、反応抑制剤、加硫補助剤、
物性補助剤等を含有してなるものを用いる。シリコーン
ゴムコンパウンドは、ビニル基含有ジメチルシリコーン
生ゴム、ビニル基含有フェニルシリコーン生ゴム、ビニ
ル基含有フルオロシリコーン生ゴム等、又はこれらの変
性物であるオルガノポリシロキサンに、煙霧質シリカ、
沈降性シリカ等の補強性シリカ充填剤を必要に応じて添
加してなる。

【００１５】ここで用いられる発泡剤としては、化学発
泡剤であるＡＩＢＮが好適に使用される。この化学発泡
剤は、その分解温度が一般に１００〜２００℃であり、
加熱加硫と同時に発泡させるに当たり、本発明による加
硫方法とのバランスがとりやすい。化学発泡剤の含有量
は、加硫前のシリコーンゴムコンパウンドに対し、０．
１〜３０重量部の範囲が好ましい。これは、係る値が
０．１重量部未満の場合には充分に発泡せず、逆に３０
重量部を超える場合、発泡弾性体２としての形態を保持
できなくなり、機械強度が低下することがあるからであ
る。

【００１６】また、導電性を得るためにカーボンブラッ
クが添加配合されるが、本発明の発泡弾性体２における
カーボンブラックは、平均粒径が７０〜３５０ｎｍの範
囲から選択され、ＤＢＰ吸油量が２８〜６３ｍｌ／１０
０ｇの範囲から選択される。このカーボンブラックの平
均粒子径は、ＡＳＴＭＤ３８４９による電子顕微鏡観察
で測定される。また、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量
は、ＪＩＳＫ−６２２１−１９８２により測定され、ス
トラクチャー発達の程度を表す。実際のカーボンブラッ
クは粒子径が広い分布を有しているが、本発明に用いる
カーボンブラックは、なるべく狭い粒子径分布のものが
好ましく、２種以上の併用は好ましくない。

【００１７】本発明に用いられるカーボンブラックは、
粒子径が比較的大きく、ストラクチャーの発達していな
いもので、例えばゴム用カーボンブラックの一般呼称で
いうと、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴというグレードが主であ
る。従来、導電用として使用されてきたカーボンブラッ
クは、粒子径が大きくても、６０ｎｍ程度である。ま
た、ＤＢＰ吸油量は、１００ｍｌ／１００ｇ以上のもの
が主流である。これは、従来、より少ない添加量で高導
電性を付与したり、添加により物性や加工性が悪化しな
いのを主眼に選定された結果であり、本発明のような抵
抗値の電圧依存性の低減については配慮されていない。
本発明におけるシリコーンゴムコンパウンドに対するカ
ーボンブラックの含有量は、シリコーンゴムコンパウン
ド１００重量部に対して５０〜２００重量部の範囲であ
る。これは、５０重量部以下では、得られる発泡弾性体
２の抵抗値が高いか、あるいは絶縁性になり、逆に２０
０重量部を超えた含有量では抵抗値が低くなりすぎるか
らである。

【００１８】反応抑制剤としては、メチルビニルシクロ
テトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサ
ン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド
等があげられる。また、加硫補助剤には主に有機過酸化
物が用いられ、物性補助剤には硬度調整や耐熱性向上の
ために非補強性シリカが用いられる。また、白金化合物
系触媒は付加反応用硬化促進剤として作用する。係る白
金化合物系触媒としては、限定されるものではないが、
例えば塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸等、白金
を白金黒、アルミナ、シリカ、カーボン等の固体触媒に
担持させたもの、白金とオレフィン、エチレン、アルコ
ール、ビニルシロキサンとの各錯体、塩化白金酸とオレ
フィン、エチレン、アルコール、ビニルシロキサンとの
各錯体等があげられる。

【００１９】加硫剤としては、１分子中に珪素原子と結
合する水素原子を２個以上有するオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサン、さらに過酸化物を補助的に併用する
ものも物性向上に効果があり、これには、ベンゾイルパ
ーオキサイド、ビース２，４ジクロロベンゾイルパーオ
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、２，５−ジメチル‐２，５−ビス(ｔ−
ブチルパーオキシ)ヘキサン等が例示される。また、耐
熱性向上剤や硬度を調整するために非補強性シリカを添
加しても良く、これら補強性シリカ・非補強性シリカ充
填剤の添加量を調整することにより、弾性体３の硬度を
調整することができる。

【００２０】弾性体３は、シリコーン系ゴム等があげら
れるが、帯電量を０〜２０ｎＣにすることが必要なの
で、シリコーンゴムが有効である。シリコーンゴムコン
パウンドとしては、発泡弾性体２と同様のものが使用さ
れる。本発明には電子導電性物質が用いられるが、この
電子導電性物質は、導電性カーボンブラックと導電性繊
維状物質とを併用したものである。導電性カーボンブラ
ックとしては、サーマルブラック、ファーネスブラッ
ク、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボ
ンブラックが用いられる。また、導電性繊維状物質とし
ては、ファイバー状のカーボン繊維やカーボンウィスカ
ー等の形状のものが使用される。また、導電性のチタン
酸金属アルカリ等でも、繊維状であれば良く、工業的に
ウィスカー状のものが生産されている導電性チタン酸ア
ルカリ金属ウィスカー等も利用することができる。

【００２１】イオン導電性の物質については、カチオン
性の物質であれば良く、Ｈ⁺，Ｌｉ⁺，Ｎａ⁺，Ｋ⁺，Ａｇ
⁺，Ｚｎ²⁺等のカチオンを有する電解質であれば良い。
また、無機電解質としては、ＬｉＢＦ₄，ＬｉＡｌＣ
ｌ₄，ＮａＢｒ，ＮａＩ，ＫＩ，ＡｇＮＯ₃等があげられ
る。また、有機電解質でも良く、具体的には第１級、第
２級、第３級アミン塩、第４級アンモニウム塩、第４級
ホスホニウム塩等があげられる。これらを溶解させる溶
媒としては、電解質が溶解すれば良いので、低分子量物
質に限らない。高分子量物質の溶媒としては、ポリエチ
レンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等のポリエ
ーテル類、ポリエチレンサクシネート等のポリエステル
類、ポリエチレンイミン等のポリイミン類等があげられ
る。

【００２２】また、これらの配合においては、導電性の
安定化と均一な孔の形成のため、導電性の金属酸化物を
加える。この酸化物としては、導電性酸化アルミニウ
ム、導電性酸化チタン、導電性酸化亜鉛等があげられ
る。これらの中でも、特に導電性酸化亜鉛は、半導電性
領域での電気抵抗値の安定性を向上させ、さらに発泡剤
の分解時にゴム組成物中でタイムラグの少ない熱伝導を
行い、発泡のムラをなくして孔が均一な発泡体を造る効
果がある。

【００２３】次に、本発明に係る複合半導電性シリコー
ンゴムロールの製造方法について説明する。複合半導電
性シリコーンゴムロールの製造に際しては、発泡弾性体
２を成形し、その後、弾性体３を成形する方法(以下、
Ａ方法と記す)、発泡弾性体２と弾性体３とを別々に成
形して組み合わせる方法(以下、Ｂ方法と記す)、発泡弾
性体２と弾性体３とを一度に成形する方法(以下、Ｃ方
法と記す)の３通りの方法が適宜採用される。

【００２４】Ａ方法としては、以下のような方法があげ
られる。先ず、導電性軸体１と半導電性シリコーンゴム
発泡性配合物とを押出成形機でクロスヘッドを用い一体
成形した後、ＨＡＶ炉、ギアーオーブン、あるいはＩＲ
(赤外線)炉で加熱加硫発泡させ、発泡弾性体２を押出成
形する方法がある。この場合には、必要に応じ、導電性
軸体１と発泡弾性体２の接着力を強化するため、導電性
軸体１に予めプライマー処理を施す。

【００２５】次いで、シリコーンゴム配合物のみを押出
成形機でクロスヘッドを用いてチューブ形に成形し、上
記と同様に加熱加硫発泡させて発泡半導電性シリコーン
ゴムチューブを成形し、これで導電性軸体１を被覆して
発泡弾性体２を得る方法がある。この場合には必要に応
じ、導電性軸体１と発泡弾性体２の接着力を強化するた
め、導電性軸体１と発泡ゴムチューブとの間を接着剤で
固定するが、導電性軸体１の外径よりも発泡ゴムチュー
ブの内径を小さくし、その機能上必要なトルクを得るこ
とができるようにすれば、あえて接着剤で固定する必要
はない。

【００２６】次いで、導電性軸体１とシリコーンゴム配
合物とを成形金型にセットし、注入口から金型内にシリ
コーンゴム配合物を注入して加熱発泡加硫させ、発泡弾
性体２を得る射出発泡加硫成形法、あるいは導電性軸体
１とシリコーンゴム配合物を成形金型にセットし、同時
に加圧して加熱発泡加硫させ、発泡弾性体２を得るプレ
ス発泡加硫成形法がある。さらに、予め発泡させたゴム
シートと接着剤処理した導電性軸体１とを成形金型にセ
ットし、同時に加圧圧着して発泡弾性体２を得るプレス
圧着成形法もある。しかしながら、成形物が発泡体であ
るので、上記した２種類の押出成形法とプレス圧着成形
法による成形がより好ましい。これは、押出成形法は常
圧で成形するので、シリコーンゴム配合物を発泡させや
すいためである。また、プレス圧着成形法は、既に発泡
しているゴムと導電性軸体１とを接着させるために加圧
するので、発泡や加硫には悪影響が生じないからであ
る。

【００２７】これに対し、射出発泡加硫成形法、あるい
はプレス発泡加硫成形法の場合には、加熱温度を発泡剤
の分解温度に設定し、金型の開放と同時、あるいは後加
熱により発泡させることになるが、加熱温度の圧力制御
等、かなりの加工条件精度が要求されるため、安定して
製品を得るには、高度な技術が必要不可欠となるからで
ある。いずれの場合も、そのままスキン層付きで用いて
も良いが、円筒研削盤等によりスキン層を除去するとと
もに、外径・円筒度・振れを均一にするのがより好まし
い。以上のようにして成形した導電性軸体１と発泡弾性
体２との一体物を押出機でクロスヘッドに投入し、その
外周を外部用シリコーンゴム配合物で被覆する。これを
ＨＡＶ炉、ギアーオーブン、あるいはＩＲ炉で加熱加硫
すれば、弾性体３を形成することができる。

【００２８】次に、Ｂ方法であるが、発泡弾性体２につ
いてはＡ方法と同様の方法で成形する。弾性体３につい
ては、シリコーンゴム配合物を押出成形機でクロスヘッ
ドを用いてチューブ形に成形し、上記と同様に加熱加硫
させ、半導電シリコーンゴムチューブを成形する。こう
して半導電シリコーンゴムチューブを成形したら、これ
を任意の寸法にカットし、発泡弾性体２に覆着する。

【００２９】また、導電性軸体１を成形金型にセット
し、シリコーンゴム配合物を注入口から金型内に注入し
て加熱加硫させ、半導電シリコーンゴムチューブを成形
する方法、あるいは導電性軸体１とシリコーンゴム配合
物とを成形金型にセットし、同時に加圧して加熱加硫さ
せ、半導電シリコーンゴムチューブを成形する方法もあ
る。いずれの場合も、導電性軸体１にゴムとの離型性を
向上させるため、離型剤を塗布することができる。以上
のようにして出来あがった半導電シリコーンゴムチュー
ブを任意の寸法にカットし、発泡弾性体２に覆着する。

【００３０】次に、Ｃ方法であるが、２色成形のクロス
ヘッドを備えた押出機を用い、発泡弾性体２用のシリコ
ーンゴム配合物と弾件体用のシリコーンゴム配合物とを
一度に押出して成形する。この時、導電性軸体１と一体
成形しても、二層の発泡ゴムチューブを予め成形し、任
意の寸法にカットして導電性軸体１に覆着しても良い。
この場合の接着方法に関しては、Ａ方法と同様である。

【００３１】このような方法により作製された複合半導
電性シリコーンゴムロールに関しては、ギアーオーブン
等を使用して二次加硫を行い、物性の安定化を図ること
もある。この場合の二次加硫の温度は、１５０〜４５０
℃の範囲が望ましい。また、この複合半導電性シリコー
ンゴムロールは、外周面が円筒研削盤により表面研磨さ
れ、任意の製品外径値とされる。この場合、内部の発泡
弾性体２と外部の弾性体３の厚さについては、特に限定
されるものではなく、製品の要求特性により適宜決定さ
れる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明に係る複合半導電性シリコーン
ゴムロールの実施例を比較例と共に説明する。実施例１先ず、シリコーンゴムコンパウンド１００重量部に対し
てカーボンブラックＨＴＣ‐２０ [中部カーボン社製、
商品名、平均粒子径８５ｎｍ、ＤＢＰ吸油量３０ｍｌ／
１００ｇ]１００重量部含有させた半導電性シリコーン
ゴム組成物１００重量部に、有機過酸化物加硫剤として
Ｃ−３[同、商品名]２．０重量部、オルガノハイドロジ
ュンポリシロキサン３．０重量部、発泡剤ＡＩＢＮ３．
０重量部[同、商品名ＫＥＰ−１３]、触媒としての塩化
白金酸、反応制御剤をそれぞれ適量加え、発泡弾性体２
用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物を調製した。

【００３３】次いで、シリコーンゴムコンパウンド１０
０重量部に対し、イオン導電性物質としてＬｉＣ１０
₄(過塩素酸リチウム)をポリエーテルに溶解させた１０
重量％溶液のイオン導電性組成物５．０重量部、電子導
電性繊維物質としてチタン酸カリウムウィスカーを１
５．０重量部含有させたシリコーンゴム組成物１００重
量部に、有機過酸化物加硫剤としてＣ−３[同、商品名]
２重量部、オルガノハイドロジエンポリシロキサン３．
０重量部、触媒である塩化白金酸、反応制御剤をそれぞ
れ適量加え、弾性体用シリコーンゴム配合物を調製し
た。また、導電性軸体(φ８×２５０ｍｍ、ＳＵＳ２２
に無電解ニッケルメッキを施したもの)１をトルエン洗
浄し、プライマー処理した。

【００３４】次いで、プライマー処理した導電性軸体１
をギアーオーブンにより１５０℃の温度で３０分焼成処
理し、常温で３０分以上冷却し、導電性軸体１と発泡弾
性体２用シリコーンゴム配合物とを押出成形機にて外径
φ１４ｍｍに一体分出しするとともに、それをＩＲ炉に
て３００℃で６分間焼成処理し、発泡弾性体シリコーン
ゴムを形成した。こうして発泡弾性体シリコーンゴムを
形成したら、それをギアーオーブンにて２００℃の温度
で２時間焼成処理し、常温で１時間放置し、円筒研削盤
にてφ１４ｍｍに研削した。そして、得られた発泡弾性
体半導電性シリコーンゴムロールの平均体積抵抗値を測
定し、その値を表１に記した。

【００３５】次に、弾性体３用の半導電性シリコーンゴ
ム配合物と、発泡弾性体半導電性シリコーンゴムロール
とを、押出成形機にて外径φ１８ｍｍに一体分出しして
それをＩＲ炉にて３００℃、４分間の条件で焼成処理
し、弾性体部分を形成した。それをギアーオーブンにて
２００℃の温度で７時間焼成処理し、常温で１時間放置
した後、円筒研削盤にてφ１６ｍｍに研削し、複合半導
電性シリコーンゴムロールを得た。こうして得られた複
合半導電性シリコーンゴムロールについて、平均体積抵
抗値と一本中の抵抗値のバラツキ(ＭＡＸ／ＭＩＮ)とを
図２に示すように測定し、その値を表１にまとめた。さ
らに、弾性体用の半導電性シリコーンゴム配合物を導電
性軸体１と一体分出しし、発泡弾牲体ロールと同様の条
件で成形加工したものの平均体積抵抗値を図３に示すよ
うに測定し、測定値を表１に記した。

【００３６】なお、図３において、４は複合半導電性シ
リコーンゴムロールの導電性軸体１両端部を支持する一
対のロール支持部材、６はベアリング５に支持されて複
合半導電性シリコーンゴムロールの周面に圧接する金属
製回転電極で、この金属製回転電極６と回転モータ７と
の間には、エンドレスの動力伝達ベルト８が巻架されて
いる。９は一のロール支持部材４と金属製回転電極６と
に接続された体積抵抗測定器である。

【００３７】実施例２発泡弾性体２用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物
のカーボンブラック[ＨＴＣ‐２０]を５０．０重量部と
し、その他の部分については実施例１と同様にして成形
した。成形したものについて、測定値を表１に記した。実施例３発泡弾性体２用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物
のカーボンブラック[ＨＴＣ‐２０]を２００．０重量部
とし、その他の部分については実施例１と同様にして成
形した。成形したものについて、測定値を表１に記し
た。

【００３８】実施例４弾性体３用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物のイ
オン導電性組成物を０．１重量部とし、その他の部分に
ついては実施例１と同様にして成形した。成形したもの
について、測定値を表１に記した。実施例５弾性体３用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物のイ
オン導電性組成物を１０．０重量部とし、その他の部分
については実施例１と同様にして成形した。成形したも
のについて、測定値を表１に記した。

【００３９】実施例６発泡弾性体２用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物
のカーボンブラックをＨＴＣ‐ＳＬ [中部カーボン社
製、商品名、平均粒子径７０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量５５ｍ
ｌ／１００ｇ]とし、それ以外の部分については実施例
１と同様にして成形した。成形したものについて、測定
値を表１に記した。

【００４０】

【表１】

【００４１】比較例１発泡弾性体２用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物
のカーボンブラック[ＨＴＣ‐２０]を４０．０重量部と
し、その他の部分については実施例１と同様にして成形
した。成形したものについて、測定値を表２に記載し
た。比較例２発泡弾性体２用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物
のカーボンブラック[ＨＴＣ‐２０]を２２０．０重量部
とし、その他の部分については実施例１と同様にして成
形した。成形したものについて、測定値を表２に記載し
た。

【００４２】比較例３弾性体用の半導電性シリコーンゴム配合物にイオン導電
性組成物を添加しないこととし、その他の部分について
は実施例１と同様にして成形した。成形したものについ
て、測定値を表２に記載した。比較例４弾性体用の半導電性シリコーンゴム配合物のイオン導電
性組成物を１２．０重量部とし、その他の部分について
は実施例１と同様としたが、イオン導電性組成物の添加
量が多いので、半導電性シリコーンゴム配合物を押出成
形することができず、ロールを得ることができなかっ
た。

【００４３】比較例５発泡弾性体２用の半導電性シリコーンゴム発泡体配合物
のカーボンブラックを平均粒子径６５ｎｍ、ＤＢＰ吸油
量３０ｍｌ／１００ｇとし、それ以外の部分については
実施例１と同様にして成形した。成形したものについ
て、測定値を表２に記載した。

【００４４】

【表２】

【００４５】本実施例の複合半導電性シリコーンゴムロ
ールによれば、体積抵抗値の電圧依存性に優れ、又体積
抵抗値のバラツキも１．２以下で安定した。また、イオ
ン導電性組成物を含有する層を減少させ、しかも、硬ゴ
ム化することにより、イオン導電性組成物のブリードを
減少させ、高精細密な画像印字に対応することができ、
産業上の利用価値のきわめて高いロールを提供すること
ができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、抵抗値が
電圧に依存することがなく、感光体の汚染を抑制防止
し、しかも、温度と湿度による抵抗値の変動を軽減する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複合半導電性シリコーンゴムロー
ルの実施形態を示す斜視説明図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】本発明に係る複合半導電性シリコーンゴムロー
ルの実施例における体積抵抗測定方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１導電性軸体２発泡弾性体３弾性体４ロール支持部材５ベアリング６金属製回転電極７回転モータ８動力伝達ベルト９体積抵抗測定器

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）Ｃ０８Ｋ 5/23 Ｃ０８Ｋ 5/23 ４Ｆ２１３Ｃ０８Ｌ 83/04 Ｃ０８Ｌ 83/04 ４Ｊ００２Ｇ０３Ｇ 15/02 １０１Ｇ０３Ｇ 15/02 １０１ 15/08 ５０１ 15/08 ５０１Ａ５０１Ｄ 15/16 １０３ 15/16 １０３ 21/10 Ｂ２９Ｋ 83:00 // Ｂ２９Ｋ 83:00 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１２Ｆターム(参考） 2H077 AC04 AD06 FA13 FA22 FA25 GA02 2H134 GA01 HA03 HA05 HB19 KD07 KD08 KD12 KH01 KH04 2H200 FA01 FA08 GA34 GB15 GB50 HA02 HA28 HB12 HB22 HB43 HB45 HB46 HB47 JA02 JA23 JA25 JA26 JA27 LB33 LC02 LC03 LC09 MA03 MA08 MA14 MA17 MB02 MB04 MB06 MC01 3J103 AA02 AA14 AA83 BA41 GA02 GA57 GA58 GA74 HA03 HA04 HA06 HA12 HA20 HA32 HA37 HA52 HA53 4F074 AA90 AC02 AG08 BA14 BB01 BB02 CA23 CA25 CC04Y CC06Y CE02 CE04 DA47 4F213 AA33 AA45 AB02 AB03 AB13 AB18 AD17 AG03 AG20 AH04 AH33 WA06 WA18 WA43 WB01 WB18 WB22 4J002 CP031 DA036 EK008 EK038 EK048 ET007 EX008 FD116 FD148 FD327

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性軸体の外周に弾性体を有するゴム
ロールであって、上記弾性体を、電子導電とイオン導電の異なる二層構造
に構成したことを特徴とする複合半導電性シリコーンゴ
ムロール。
【請求項２】導電性軸体の外周に弾性体を有するゴム
ロールであって、上記弾性体を二層構造としてその内部に発泡弾性体を、
外部には弾性体をそれぞれ形成し、上記発泡弾性体は、平均粒子径７０〜３５０ｎｍでＤＢ
Ｐ吸油量が２８〜６３ｍｌ／１００ｇの範囲のカーボン
ブラックをシリコーンゴムコンパウンド１００重量部に
対して５０〜２００重量部含有した半導電性シリコーン
ゴム組成物１００重量部に対し、発泡剤としてアゾビス
イソブチロニトリルを０．１〜３０重量部、必要量の加
硫剤を配合してなる半導電性シリコーンゴム発泡体配合
物を発泡加硫硬化させたものであり、上記弾性体は、シリコーンゴムコンパウンド１００重量
部に対して電子導電性繊維物質を２〜１００重量部、少
なくとも１種類のカチオンを含む電解質を溶媒に溶解し
たイオン導電性組成物を０．１〜１０重量部含有した半
導電性シリコーンゴム組成物１００重量部に対し、必要
量の加硫剤を配合してなる半導電性シリコーンゴム配合
物を加硫硬化させたものであることを特徴とする複合半
導電性シリコーンゴムロール。
【請求項３】導電性軸体の外周に弾性体を有するゴム
ロールであって、上記弾性体を二層構造としてその内部に発泡弾性体を、
外部には弾性体をそれぞれ形成し、上記発泡弾性体は、シリコーンゴムコンパウンド１００
重量部に対して電子導電性繊維物質を２〜１００重量
部、少なくとも１種類のカチオンを含む電解質を溶媒に
溶解したイオン導電性組成物を０．１〜１０重量部含有
した半導電性シリコーンゴム組成物１００重量部に対
し、発泡剤としてアゾビスイソブチロニトリルを０．１
〜３０重量部、必要量の加硫剤を配合してなる半導電性
シリコーンゴム発泡体配合物を発泡加硫硬化させたもの
であり、上記弾性体は、平均粒子径７０〜３５０ｎｍでＤＢＰ吸
油量が２８〜６３ｍｌ／１００ｇの範囲のカーボンブラ
ックをシリコーンゴムコンパウンド１００重量部に対し
て５０〜２００重量部含有した半導電性シリコーンゴム
組成物１００重量部に対し、必要量の加硫剤を配合して
なる半導電性シリコーンゴム配合物を加硫硬化させたも
のであることを特徴とする複合半導電性シリコーンゴム
ロール。
【請求項４】体積抵抗値の電圧依存性を０．６以上と
した請求項１記載の複合半導電性シリコーンゴムロー
ル。
【請求項５】抵抗値のバラツキを１．２０以内とした
請求項１記載の複合半導電性シリコーンゴムロール。
【請求項６】上記弾性体の発泡弾性体の抵抗値(Ｎ)と
弾性体の抵抗値(Ｇ)とを、Ｎ＞Ｇの関係とした請求項１
記載の複合半導電性シリコーンゴムロール。