JP2005300666A - Foam conductive rubber roller - Google Patents

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JP2005300666A JP2004113187A JP2004113187A JP2005300666A JP 2005300666 A JP2005300666 A JP 2005300666A JP 2004113187 A JP2004113187 A JP 2004113187A JP 2004113187 A JP2004113187 A JP 2004113187A JP 2005300666 A JP2005300666 A JP 2005300666A
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Ryuta Urano
竜太 浦野
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Canon Chemicals Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a foam conductive rubber roller whose electric resistance value is uniform over the circumferential surface thereof. <P>SOLUTION: In the foam conductive rubber roller provided with a foam rubber layer on a conductive shaft body, at least chemical foaming agent, sulfur and thiazole-based vulcanization accelerator are blended in the rubber composition of the foam rubber layer, and the thiazole-based vulcanization accelerator is blended in the form of vulcanization accelerator master batch that flocculated substance whose average diameter is ≤40 μm exists by three or less per unit area (mm<SP>2</SP>) of an optional position. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機やプリンター等の画像形成装置において、感光体廻りで好適に使用される帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等の発泡導電性ゴムローラに関するものである。   The present invention relates to a foamed conductive rubber roller such as a charging roller, a transfer roller, and a developing roller that is preferably used around a photosensitive member in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system.

従来、複写機やプリンター等のOA機器の画像形成装置においては、コロナ放電により高電圧を印加する非接触型の帯電法が用いられていた。しかしながら、この帯電法ではコロナ放電に伴い有害なオゾンが発生する問題がある。そこで近年では、電圧を印加した導電性ゴムローラを感光体表面に押し当て、絶縁体表面を帯電する接触帯電方式を用いた画像形成が主流となっており、画像形成の中心であるOPCなどの感光体を用いた感光体ドラム廻りに帯電、転写などの各工程別に導電性ゴムローラが用いられている。   Conventionally, in an image forming apparatus for office automation equipment such as a copying machine and a printer, a non-contact charging method in which a high voltage is applied by corona discharge has been used. However, this charging method has a problem that harmful ozone is generated with corona discharge. Therefore, in recent years, image formation using a contact charging method in which a conductive rubber roller to which a voltage is applied is pressed against the surface of the photoconductor to charge the surface of the insulator has become the mainstream. A conductive rubber roller is used for each process such as charging and transfer around a photosensitive drum using a body.

このような導電性ゴムローラは、従来、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等のゴム中にカーボンブラック等の導電性フィラーを充填することにより導電性を付与した電子導電系ゴム組成物が用いられている。しかしながら、導電性フィラー充填系は導電性フィラーの充填量や分散状態、ゴム組成物の成形条件などにより電気抵抗にばらつきを生じ、また電気抵抗が印加電圧に依存する(電圧依存性)ため均一な画像が得にくいという問題点があった。このような問題を解決する方法として、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)やエピクロルヒドリン系ゴム等の極性ゴムを用いることが知られている。極性ゴムはポリマー内に極性基が存在するためイオン導電性を示し、ゴム材自身が導電性をもつため抵抗のばらつきが小さく、また電気抵抗の電圧依存性が小さいため導電性ゴムローラに適していることが知られている。   Conventionally, such conductive rubber roller is an electronic conductive rubber imparted with conductivity by filling a conductive filler such as carbon black into a rubber such as ethylene propylene diene rubber (EPDM) or styrene butadiene rubber (SBR). A composition is used. However, in the conductive filler filling system, the electric resistance varies depending on the filling amount and dispersion state of the conductive filler, the molding conditions of the rubber composition, etc., and the electric resistance depends on the applied voltage (voltage dependence) and is uniform. There was a problem that it was difficult to obtain an image. As a method for solving such a problem, it is known to use a polar rubber such as acrylonitrile butadiene rubber (NBR) or epichlorohydrin rubber. Polar rubber exhibits ionic conductivity because of the presence of polar groups in the polymer, and the rubber material itself is conductive, so there is little variation in resistance, and the voltage dependence of electrical resistance is small, making it suitable for conductive rubber rollers. It is known.

また、上記のような導電性ゴムローラは先に述べた電気特性(電気抵抗、電気抵抗ムラ、環境依存性、電圧依存性)の他、ドラムとの密着性を高めるため適度に低硬度であることが望まれている。ローラ硬度が高い場合、感光ドラム等とのニップ幅が小さくなるため、例えば、転写ローラの場合、転写率が低下したり、感光体の表面の摩耗や損傷により画像の欠陥を生じやすい。また硬度が低すぎる場合は、柔らかすぎて圧縮永久歪が大きくなり耐久性が劣るほか、搬送力が強くなりすぎ画像に欠陥を生じやすい。   In addition to the above-described electrical characteristics (electrical resistance, electrical resistance unevenness, environmental dependence, voltage dependence), the conductive rubber roller as described above should have a moderately low hardness in order to improve adhesion to the drum. Is desired. When the roller hardness is high, the nip width with the photosensitive drum or the like becomes small. For example, in the case of a transfer roller, the transfer rate is reduced, and image defects are likely to occur due to wear or damage on the surface of the photoreceptor. On the other hand, if the hardness is too low, it is too soft and the compression set becomes large and the durability is inferior, and the conveying force becomes too strong and the image tends to be defective.

導電性ゴムローラの低硬度化の方法としては、軟化剤や可塑剤等の各種添加剤を用いている方法が挙げられるが、軟化剤や可塑剤等を添加した導電性ゴムローラを感光体ドラムと接触使用した場合、導電性ゴムローラ内から低分子量の各種添加剤がブリードアウトし感光体表面に付着することで、画像劣化や感光体汚染等を起こすという問題が生じ易い。そのため、導電性ゴムローラの低硬度化は、一般的に、化学発泡剤を用いて発泡弾性ゴムローラを得る方法が用いられている(例えば、特許文献1)。   Examples of the method for reducing the hardness of the conductive rubber roller include a method using various additives such as a softener and a plasticizer. The conductive rubber roller added with the softener and the plasticizer is brought into contact with the photosensitive drum. When used, various additives having a low molecular weight bleed out from the conductive rubber roller and adhere to the surface of the photoconductor, which easily causes problems such as image deterioration and photoconductor contamination. Therefore, a method of obtaining a foamed elastic rubber roller using a chemical foaming agent is generally used to reduce the hardness of the conductive rubber roller (for example, Patent Document 1).

化学発泡とは、ゴム成分に化学発泡剤を配合し加熱発泡させる方法であり、最も一般的な化学発泡剤は有機発泡剤である。有機発泡剤は、熱の影響下で化学的に分解し、ガスを放出する物質である。この方法では一定の温度範囲で速やかに発生ガスが放出されるため、比較的大きい気泡が形成され、低硬度でかつ弾性に優れた導電性ローラを得ることが可能となる。   Chemical foaming is a method of blending a rubber component with a chemical foaming agent and heating and foaming, and the most common chemical foaming agent is an organic foaming agent. An organic blowing agent is a substance that decomposes chemically and releases gas under the influence of heat. In this method, since the generated gas is quickly released in a certain temperature range, relatively large bubbles are formed, and it is possible to obtain a conductive roller having low hardness and excellent elasticity.

また、導電性ゴムローラに用いられるゴム組成物は、硫黄加硫を用いる場合が多い。この場合、一次加硫促進剤にジベンゾチアジルジスルフィドや2-メルカプトベンゾチアゾールなどいったチアゾール系化合物を使用し、必要に応じてチウラム系化合物やジチオカルバミン酸系化合物などを二次加硫促進剤として用いることが多く、導電性ゴムローラを得る上で、チアゾール系加硫促進剤の存在は重要となっている。
特開2002-115714号公報
Further, the rubber composition used for the conductive rubber roller often uses sulfur vulcanization. In this case, thiazole compounds such as dibenzothiazyl disulfide and 2-mercaptobenzothiazole are used as the primary vulcanization accelerator, and thiuram compounds and dithiocarbamic acid compounds are used as secondary vulcanization accelerators as necessary. In many cases, the presence of a thiazole vulcanization accelerator is important in obtaining a conductive rubber roller.
JP 2002-115714 A

しかしながら、化学発泡剤を用いて発泡ゴムを得る場合、ゴム組成物中で分散不良を起こした配合物が存在する場合、発泡状態が影響を受け、異常発泡を起こす箇所が発生しがちである。特に、加硫促進剤の凝集物が存在する場合は異常発泡を起こしやすく、その結果、異常発泡した箇所の電気抵抗は高くなり、電気抵抗にバラツキが生じ、形成される画像に乱れが生じる問題がある。   However, when a foamed rubber is obtained using a chemical foaming agent, if there is a compound that causes poor dispersion in the rubber composition, the foamed state is affected, and there is a tendency to generate a location where abnormal foaming occurs. In particular, when flocculation accelerator aggregates are present, abnormal foaming is likely to occur. As a result, the electrical resistance of the abnormally foamed portion is increased, the electrical resistance varies, and the formed image is disturbed. There is.

本発明は前述の事情に鑑みなされたものであり、その目的は異常発泡セルがなく、ローラ外周面にわたり電気抵抗値が均一な発泡導電性ゴムローラを提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a foamed conductive rubber roller having no abnormal foam cell and having a uniform electric resistance value on the outer peripheral surface of the roller.

即ち、本発明者は、以下の手段により、本発明の目的を達成したものである。
導電性軸体上に発泡ゴム層が設けられている発泡導電性ゴムローラにおいて、該発泡ゴム層のゴム組成物に少なくとも化学発泡剤、硫黄およびチアゾール系加硫促進剤が配合され、該チアゾール系加硫促進剤を平均径40μm以下である凝集物が任意位置の単位面積(mm2)当たりに3個以下である加硫促進剤マスターバッチの形態で配合してなることにより、
上記加硫促進剤マスターバッチが最大粒径25μm以下のチアゾール系化合物を原料とすることにより、
上記加硫促進剤マスターバッチにおける上記チアゾール系化合物の含有量が40〜90質量%であることにより、
上記加硫促進剤マスターバッチのムーニー粘度(ML1+4、50℃)が30〜110であることにより、
上記ゴム組成物のゴム成分がアクリルニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリン系ゴムの少なくとも一方を含有することにより、本発明の目的を達成した。
That is, the present inventor has achieved the object of the present invention by the following means.
In a foamed conductive rubber roller in which a foamed rubber layer is provided on a conductive shaft, at least a chemical foaming agent, sulfur and a thiazole vulcanization accelerator are blended in the rubber composition of the foamed rubber layer, By blending the vulcanization accelerator in the form of a vulcanization accelerator masterbatch having an average diameter of 40 μm or less per unit area (mm 2 ) of 3 or less per unit area (mm 2 ),
By using a thiazole compound having a maximum particle size of 25 μm or less as a raw material for the vulcanization accelerator master batch,
When the content of the thiazole compound in the vulcanization accelerator master batch is 40 to 90% by mass,
When the Mooney viscosity (ML1 + 4, 50 ° C.) of the vulcanization accelerator master batch is 30 to 110,
The object of the present invention was achieved by the rubber component of the rubber composition containing at least one of acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber.

本発明によれば、異常発泡セルの発生を防止することが可能となる。その結果、ローラ外周面にわたり電気抵抗値が均一な発泡導電性ゴムローラが得られ、電子写真装置において感光体ドラム廻りに用いられる、特に転写ローラに用いることで良質な画像を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of abnormal foam cells. As a result, a foamed conductive rubber roller having a uniform electrical resistance value on the outer peripheral surface of the roller can be obtained, and it is possible to provide a high-quality image by using it around a photosensitive drum in an electrophotographic apparatus, particularly a transfer roller. Become.

以下、本発明の発泡導電性ゴムローラについて詳述する。本発明の発泡導電性ゴムローラは導電性軸体上に発泡ゴム層が設けられており、また、発泡ゴム層のゴム組成物には少なくとも化学発泡剤、硫黄およびチアゾール系加硫促進剤が配合されている発泡導電性ゴムローラである。本発明に用いられるゴム組成物は、加硫剤に硫黄を使用し、一次加硫剤にチアゾール系加硫促進剤を使用する。なお本発明では、上記チアゾール系加硫促進剤を平均径40μm以下である凝集物が任意位置の単位面積(mm2)当たりに3個以下である加硫促進剤マスターバッチの形態で配合することが重要である。上記凝集物の平均径が40μmを超える場合や平均径が40μm以下でも任意位置の単位面積(mm2)当たりの凝集物の数が3個より多い場合、混練後のゴム組成物中にチアゾール系加硫促進剤の凝集物が存在する可能性が高く、異常発泡を起こし、得られる発泡導電性ゴムローラの電気抵抗ムラが大きくなる。また、チアゾール系化合物は粉体のままゴム組成物に配合することが可能であるが、計量時や混練り時に飛散する可能性があり衛生上好ましくない他、ゴム材への混入も容易ではなく加工性に劣るため、加硫促進剤マスターバッチの形態でゴム組成物に配合することが好ましい。また、マスターバッチのバインダーに用いるポリマーは特に限定されないが、ゴム組成物のゴム成分と相溶するポリマーを用いることが好ましい。 Hereinafter, the foamed conductive rubber roller of the present invention will be described in detail. The foamed conductive rubber roller of the present invention is provided with a foamed rubber layer on a conductive shaft, and at least a chemical foaming agent, sulfur and a thiazole vulcanization accelerator are blended in the rubber composition of the foamed rubber layer. The foamed conductive rubber roller. The rubber composition used in the present invention uses sulfur as a vulcanizing agent and a thiazole vulcanization accelerator as a primary vulcanizing agent. In the present invention, the thiazole-based vulcanization accelerator is blended in the form of a vulcanization accelerator masterbatch in which aggregates having an average diameter of 40 μm or less are 3 or less per unit area (mm 2 ) at an arbitrary position. is important. If the average diameter of the aggregates exceeds 40 μm, or if the average diameter is 40 μm or less and the number of aggregates per unit area (mm 2 ) at an arbitrary position is more than 3, the thiazole-based vulcanization in the rubber composition after kneading There is a high possibility that agglomerates of the accelerator exist, abnormal foaming occurs, and the electric resistance unevenness of the obtained foamed conductive rubber roller becomes large. In addition, thiazole compounds can be blended in the rubber composition as powders, but they may be scattered during weighing or kneading, which is undesirable for hygiene and is not easy to mix into rubber materials. Since it is inferior in processability, it is preferable to mix | blend with a rubber composition in the form of a vulcanization accelerator masterbatch. Moreover, the polymer used for the binder of a masterbatch is not specifically limited, However, It is preferable to use the polymer compatible with the rubber component of a rubber composition.

また、上記加硫促進剤マスターバッチは最大粒径25μm以下のチアゾール系化合物を原料とすることが好ましい。チアゾール系化合物の最大粒径が25μmを超える場合、マスターバッチ内の凝集物の平均径が大きくなる傾向にあり、異常発泡が発生し易く、ローラ抵抗値にバラツキを生じる可能性がある。   The vulcanization accelerator master batch is preferably made from a thiazole compound having a maximum particle size of 25 μm or less. When the maximum particle size of the thiazole compound exceeds 25 μm, the average diameter of the aggregates in the master batch tends to increase, abnormal foaming is likely to occur, and the roller resistance value may vary.

なお、加硫促進剤として用いられるチアゾール系化合物としては、ジベンゾチアジルジスルフィドや2-メルカプトベンゾチアゾールなどが挙げられるが、所望の加硫速度や加硫ゴム特性が得られるようなチアゾール系化合物を選択して使用すれば良く、これらを単独あるいは併用して使用することも可能である。   Examples of the thiazole compound used as a vulcanization accelerator include dibenzothiazyl disulfide and 2-mercaptobenzothiazole. A thiazole compound capable of obtaining a desired vulcanization rate and vulcanized rubber characteristics can be used. These may be selected and used, and these may be used alone or in combination.

なお、本発明で使用する硫黄およびチアゾール系化合物の配合量は特に限定されるものではなく、所望の加硫速度や加硫ゴム特性が得られる量を添加すればよいが、ゴム成分100質量部に対し0.1〜5質量部配合することが好ましい。チアゾール系化合物の配合量が0.1質量部より少ない場合は加硫促進剤としての効果が得られにくく、また、配合量が5質量部を超える場合は、ブルームする可能性がある。   The amount of sulfur and thiazole-based compound used in the present invention is not particularly limited, and an amount capable of obtaining a desired vulcanization speed and vulcanized rubber properties may be added. It is preferable to mix 0.1-5 mass parts with respect to the above. When the amount of the thiazole compound is less than 0.1 parts by mass, it is difficult to obtain the effect as a vulcanization accelerator, and when the amount exceeds 5 parts by mass, there is a possibility of blooming.

また、上記加硫促進剤マスターバッチでのチアゾール系化合物の含有量、ムーニー粘度は特に限定するものではなく必要に応じて調整すればよいが、チアゾール系化合物の含有量は、40〜90質量%、ムーニー粘度(ML1+4 50℃)は30〜110が好ましい。   In addition, the thiazole compound content and Mooney viscosity in the vulcanization accelerator master batch are not particularly limited and may be adjusted as necessary, but the thiazole compound content is 40 to 90% by mass. The Mooney viscosity (ML1 + 4 50 ° C.) is preferably 30 to 110.

チアゾール系化合物の含有量が40質量%より少ない場合は、マスターバッチとしての配合量が多くなるため、コストアップの要因になってしまう他、ゴム組成物中でのバインダーの量も増すこととなり、発泡状態に影響を与える可能性がある。また、チアゾール系化合物の含有量が90質量%を超える場合は、マスターバッチ内でのチアゾール系化合物の濃度が高すぎるため、マスターバッチ内でチアゾール系化合物の凝集物が発生する可能性が高く、ゴム組成物に配合した後も凝集物が分散せず発泡状態に影響を与える可能性がある。   When the content of the thiazole compound is less than 40% by mass, the compounding amount as a master batch is increased, which increases the cost, and also increases the amount of the binder in the rubber composition. May affect foaming. Moreover, when the content of the thiazole compound exceeds 90% by mass, the concentration of the thiazole compound in the masterbatch is too high, so there is a high possibility that an aggregate of the thiazole compound is generated in the masterbatch. Even after blending in the rubber composition, the aggregates may not be dispersed and the foamed state may be affected.

また、マスターバッチのムーニー粘度が30より小さい場合、マスターバッチ同士が固着する可能性があり、貯蔵安定性に欠ける可能性がある。逆に、マスターバッチのムーニー粘度が110を超える場合は、粘度が高すぎて、ゴム材との混練で分散させるのに時間がかかり作業効率が悪いほか、分散不良の原因になる可能性もある。   Moreover, when the Mooney viscosity of the master batch is less than 30, the master batches may be fixed to each other, and the storage stability may be lacking. Conversely, when the Mooney viscosity of the masterbatch exceeds 110, the viscosity is too high and it takes time to disperse by kneading with the rubber material, resulting in poor work efficiency and may cause poor dispersion. .

また、本発明では二次加硫促進剤として、例えば、チウラム系加硫促進剤やジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤などを用いることが可能であり、所望の加硫速度や加硫ゴム特性が得られるよう必要に応じて添加すればよい。   In the present invention, for example, a thiuram vulcanization accelerator or a dithiocarbamate vulcanization accelerator can be used as the secondary vulcanization accelerator, and a desired vulcanization speed and vulcanized rubber characteristics can be obtained. What is necessary is just to add as needed so that it may be obtained.

本発明に使用するゴム組成物を構成するゴム成分は、硫黄を加硫剤として用いることが可能なゴム材料であれば特に限定されるものではない。例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等が挙げられる。また、これらのゴム材料を単独あるいは複数組み合わせて用いることが可能であるが、ゴム材自身が導電性を持つため抵抗のばらつきが小さく、また電気抵抗の電圧依存性が小さいため導電性ゴムローラに適しているアクリルニトリルブタジエンゴムおよび/またはエピクロルヒドリン系ゴムを含有することが好ましい。なお、アクリルニトリルブタジエンゴムおよび/またはエピクロルヒドリン系ゴムの含有量、配合割合は、所望の電気抵抗になるよう適宜調整すればよい。   The rubber component which comprises the rubber composition used for this invention will not be specifically limited if it is a rubber material which can use sulfur as a vulcanizing agent. Examples thereof include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, and epichlorohydrin rubber. In addition, these rubber materials can be used alone or in combination, but the rubber material itself is conductive, so there is little variation in resistance, and the voltage dependence of electrical resistance is small, making it suitable for conductive rubber rollers. It is preferable to contain acrylonitrile butadiene rubber and / or epichlorohydrin rubber. In addition, what is necessary is just to adjust suitably content and a compounding ratio of an acrylonitrile butadiene rubber and / or epichlorohydrin type rubber so that it may become desired electric resistance.

本発明で用いる化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、4、4オキシビス・ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどの有機発泡剤、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、水素化ホウ酸ナトリウムなどの無機発泡剤が挙げられるが、ポリマーへの分散性の面から有機発泡剤が好適である。また、有機発泡剤の中では衛生性および発火の可能性のないアゾジカルボンアミドおよび4、4オキシビス・ベンゼンスルホニルヒドラジドが好適に用いられる。なお、アゾジカルボンアミドおよび4、4オキシビス・ベンゼンスルホニルヒドラジドは単独で使用するだけでなく、発泡速度、発泡ガス量の調整のために両者を組み合わせて使用したり、尿素などの発泡助剤を配合することも可能である。また、配合量は所望の発泡状態になるよう適宜調整すればよく、通常ゴム成分100質量部に対し2〜20質量部配合される。   Examples of the chemical foaming agent used in the present invention include organic foaming agents such as azodicarbonamide, 4,4oxybis-benzenesulfonylhydrazide, dinitrosopentamethylenetetramine, and inorganic such as sodium bicarbonate, ammonium bicarbonate, and sodium borohydride. Examples of the foaming agent include organic foaming agents from the viewpoint of dispersibility in a polymer. Among organic foaming agents, azodicarbonamide and 4,4oxybis-benzenesulfonylhydrazide, which are not sanitary and have no possibility of ignition, are preferably used. In addition, azodicarbonamide and 4,4oxybis-benzenesulfonylhydrazide are not only used alone, but also used in combination to adjust the foaming speed and the amount of foaming gas, or blended with foaming aids such as urea. It is also possible to do. Moreover, what is necessary is just to adjust a compounding quantity suitably so that it may become a desired foaming state, and 2-20 mass parts is normally mix | blended with respect to 100 mass parts of rubber components.

本発明で用いられる導電性ゴムローラを製造する際に用いられる添加剤としては、加硫促進助剤、導電性付与剤、軟化剤、可塑剤、充填剤などが挙げられるが、これら添加剤は必要に応じて添加すればよい。   Examples of the additive used in producing the conductive rubber roller used in the present invention include a vulcanization acceleration aid, a conductivity imparting agent, a softening agent, a plasticizer, and a filler. These additives are necessary. It may be added according to.

また、本発明に使用するゴム組成物には、一般のゴムに使用されるその他の成分を必要に応じて含有させることが出来る。例えば、カーボンブラック、炭酸カルシウムやクレー、シリカ、タルク等の各種充填剤、可塑剤等の加工助剤、各種老化防止剤、酸化亜鉛やステアリン酸等の加硫助剤、導電性調整のための各種イオン導電剤などが必要に応じて含有される。   In addition, the rubber composition used in the present invention can contain other components used in general rubber as required. For example, various fillers such as carbon black, calcium carbonate, clay, silica and talc, processing aids such as plasticizers, various anti-aging agents, vulcanization aids such as zinc oxide and stearic acid, and conductivity adjustment Various ionic conductive agents and the like are contained as necessary.

本発明の導電性ゴムローラは、上述のゴムに必要に応じて各種添加剤を配合して混練し、チューブ状に押出し成形した後、加硫を行い、これに導電性軸体を挿入し、所望の形状に研磨することで得られる。加硫方法は蒸気加硫が好ましいが、その他の加硫方法でもよい。加硫条件は通常140〜180℃、10〜120分で行われる。導電性軸体の芯材としては、従来用いられているアルミニウム、ステンレス等が挙げられる。   The conductive rubber roller of the present invention is blended with various additives as necessary in the above-mentioned rubber, kneaded, extruded into a tube shape, vulcanized, and inserted into this with a conductive shaft, It is obtained by polishing to the shape of The vulcanization method is preferably steam vulcanization, but other vulcanization methods may be used. The vulcanization conditions are usually 140 to 180 ° C. and 10 to 120 minutes. Examples of the core material for the conductive shaft include conventionally used aluminum and stainless steel.

以下に実施例を掲げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

各実施例及び比較例に用いたゴム組成物の配合割合は表1、2の通りである。なお、配合量の単位は質量部である。   Tables 1 and 2 show the blending ratios of the rubber compositions used in the examples and comparative examples. In addition, the unit of a compounding quantity is a mass part.

まずはじめに、表1、2に示す原材料をオープンロールで混練を行い各実施例及び比較例のゴム組成物を作成した。   First, the raw materials shown in Tables 1 and 2 were kneaded with an open roll to prepare rubber compositions of Examples and Comparative Examples.

上記実施例において、アクリロニトリルブタジエンゴムには「ニポールDN401L (アクリロニトリル含量18質量%);日本ゼオン(株)製」を、エピクロルヒドリンゴムには「ゼクロン3101(エチレンオキサイド含量31mol%); 日本ゼオン(株)製」を使用した。また、酸化亜鉛には「酸化亜鉛2種;ハクスイテック(株)製」を、ステアリン酸には「ステアリン酸S;花王(株)製」を、炭酸カルシウムには「スーパーSSS(重質炭酸カルシウム);丸尾カルシウム(株)製」を、カーボンブラックには「旭#35;旭カーボン(株)製」を硫黄には「サルファックス200S;鶴見化学(株)製」を使用した。また、チアゾール系加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィドには、「アクセルDM;川口化学工業(株)製」を分級したものを使用した。また、上記ジベンゾチアジルジスルフィドを原料粉体に用い、アクリロニトリルブタジエンゴム「ニポールDN401L (アクリロニトリル含量18質量%);日本ゼオン(株)製」をバインダーとして含有するチアゾール系加硫促進剤マスターバッチを作製し、使用した。また、アゾジカルボンアミドには「ビニホールAC#LQ;永和化成(株)製」、4、4オキシビス・ベンゼンスルホニルヒドラジドには「ネオセルボン1000S;永和化成(株)製」、尿素には「セルペーストA;永和化成(株)製」を使用した。   In the above examples, “Nipol DN401L (acrylonitrile content: 18% by mass); manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.” is used for acrylonitrile butadiene rubber, and “Zeklon 3101 (ethylene oxide content: 31 mol%)” is used for epichlorohydrin rubber; "Made" was used. For zinc oxide, "Zinc oxide 2 types; manufactured by Hakusuitec Co., Ltd.", for stearic acid, "Stearic acid S; manufactured by Kao Corporation", for calcium carbonate, "Super SSS (heavy calcium carbonate)" "Maruo Calcium Co., Ltd." was used, "Asahi # 35; Asahi Carbon Co., Ltd." was used for carbon black, and "Sulfax 200S; Tsurumi Chemical Co., Ltd." was used for sulfur. Further, as the thiazole vulcanization accelerator, dibenzothiazyl disulfide was classified as “Accel DM; manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.”. Also, using the above dibenzothiazyl disulfide as a raw material powder, a thiazole vulcanization accelerator masterbatch containing acrylonitrile butadiene rubber “Nipol DN401L (acrylonitrile content 18% by mass); manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.” as a binder is prepared. And used. For azodicarbonamide, “Vinihol AC # LQ; made by Eiwa Kasei Co., Ltd.”, for 4, 4 oxybis-benzenesulfonyl hydrazide, “Neocerbon 1000S; made by Eiwa Kasei Co., Ltd.”, for urea, “Cell Paste A” Used by Eiwa Kasei Co., Ltd.

なお、チアゾール系化合物ジベンゾチアジルジスルフィドの最大粒径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置「LA-920;(株)堀場製作所製」を使用し測定した。また、チアゾール系加硫促進剤マスターバッチについて、一辺5mmからなる立方体の試験片を作成し、表面の任意の箇所を走査電子顕微鏡「S-4300;日立ハイテクノロジーズ(株)製」を用いて観察し、任意位置の単位面積(mm2)当たりに存在する凝集物の個数と平均径を測定した。また、チアゾール系加硫促進剤マスターバッチのムーニー粘度はムーニービスコメータ「SMV-201;(株)島津製作所製」を用いて50℃の温度条件下でもって測定した。 The maximum particle size of the thiazole compound dibenzothiazyl disulfide was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer “LA-920; manufactured by Horiba, Ltd.”. In addition, for the thiazole vulcanization accelerator master batch, a cubic test piece with a side of 5 mm was prepared, and an arbitrary part of the surface was observed using a scanning electron microscope “S-4300; manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation” The number of aggregates present per unit area (mm 2 ) at an arbitrary position and the average diameter were measured. The Mooney viscosity of the thiazole vulcanization accelerator masterbatch was measured using a Mooney viscometer “SMV-201; manufactured by Shimadzu Corporation” under a temperature condition of 50 ° C.

実施例及び比較例の発泡導電性ゴムローラは押出し機を用いてチューブ状にゴム組成物を押出した後、加硫缶にて160℃で30分加硫を行いチューブ状のゴム加硫物を作成し、次いでφ6mmのSUS製軸体を前記チューブ状のゴム加硫物の内径部に圧入しローラ状の成形体を得た。この成形体を外径がφ14mmになるように研磨し作成した。   The foamed conductive rubber rollers of the examples and comparative examples were extruded in a tube shape using an extruder and then vulcanized at 160 ° C for 30 minutes in a vulcanizer to produce a tube-shaped rubber vulcanizate. Then, a SUS shaft body having a diameter of 6 mm was press-fitted into the inner diameter portion of the tubular rubber vulcanizate to obtain a roller-shaped molded body. This molded body was prepared by polishing so that the outer diameter was 14 mm.

また、ローラ電気抵抗、ローラ電気抵抗の周ムラ、ローラ硬度、異常発泡セル数などの特性は、以下の方法により測定した。   Further, characteristics such as roller electrical resistance, circumferential unevenness of roller electrical resistance, roller hardness, and abnormal foam cell number were measured by the following methods.

<ローラ電気抵抗>
常温・常湿のN/N環境(23℃×50%RH)において、導電性ゴムローラの軸体に総圧1000gの荷重が掛かるように外径30mmのアルミニウム製ドラムに圧着し、0.5Hzで回転させた状態で、軸体とアルミドラムとの間に500Vの電圧を印加しながら抵抗値を測定した。
<Roller electrical resistance>
In a normal temperature / humidity N / N environment (23 ° C x 50% RH), the shaft of the conductive rubber roller is pressure-bonded to an aluminum drum with an outer diameter of 30 mm and rotated at 0.5 Hz. In this state, the resistance value was measured while applying a voltage of 500 V between the shaft body and the aluminum drum.

<ローラ電気抵抗ムラ>
常温・常湿のN/N環境(23℃×50%RH)において、導電性ローラの軸体に総圧1000gの荷重が掛かるように外径30mmのアルミニウム製ドラムに圧着し、0.5Hzで回転させた状態で、軸体とアルミドラムとの間に500Vの電圧を印加しながら抵抗値の最大値(logR1(Max))と最小値(logR1(Min))を測定し、その差(logR1(Max)-logR1(Min))を求めることで抵抗ばらつきの指標とした。また、以下の評価基準に基づき評価した。
○:測定値≦1.05(ローラ電気抵抗ムラ極小)
△:1.05<測定値≦1.09(ローラ電気抵抗ムラ小)
×:1.10<測定値(ローラ電気抵抗ムラ大)
<Roller electrical resistance unevenness>
In a normal temperature / humidity N / N environment (23 ° C x 50% RH), the roller body is pressed against an aluminum drum with an outer diameter of 30 mm and rotated at 0.5 Hz so that a total pressure of 1000 g is applied to the shaft of the conductive roller. In this state, the maximum value (logR 1 (Max) ) and the minimum value (logR 1 (Min) ) of the resistance value are measured while applying a voltage of 500 V between the shaft body and the aluminum drum. logR 1 (Max) -logR 1 (Min) ) was used as an index of resistance variation. Moreover, it evaluated based on the following evaluation criteria.
○: Measured value ≤ 1.05 (roller electrical resistance unevenness minimum)
Δ: 1.05 <measured value ≦ 1.09 (small roller electrical resistance unevenness)
×: 1.10 <measured value (large roller electrical resistance unevenness)

<異常発泡セル数>
ローラ全周に存在する発泡セルをビデオマイクロ「VH-8000;(株)キーエンス製」により観察し、直径350μm以上の発泡セルを「異常発泡セル」と判断した。この操作をローラ10本分行い、ローラ1本当りに存在する「異常発泡セル数」を算出した。
○:測定値≦0.5(異常発泡セル極少)
△:0.5<測定値≦1.0(異常発泡セル少)
×:1.0<測定値(異常発泡セル多)
<Number of abnormal foam cells>
The foamed cells existing around the entire circumference of the roller were observed with a video micro “VH-8000; manufactured by Keyence Corporation”, and foamed cells having a diameter of 350 μm or more were judged as “abnormally foamed cells”. This operation was performed for 10 rollers, and the “number of abnormal foamed cells” existing per roller was calculated.
○: measured value ≦ 0.5
Δ: 0.5 <measured value ≦ 1.0 (small number of abnormal foam cells)
×: 1.0 <measured value (number of abnormal foamed cells)

<ローラ硬度>
導電性ゴムローラ端部の導電性芯材を軸受で受けた状態で、軸体に総圧500gの荷重とともにアスカーC型スプリング式硬さ試験機(高分子計器(株)製)の押し針を押し付けてアスカーC硬度を測定した。
<Roller hardness>
With the conductive core material at the end of the conductive rubber roller being received by the bearing, the pusher of the Asker C-type spring hardness tester (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) is pressed against the shaft body with a total pressure of 500g. Asker C hardness was measured.

<練り加工性>
チアゾール系加硫促進剤をオープンロールでゴム材中に混練りする際の加工性の良否を評価し、良好な場合を○、加工性が劣っており実用性がないものを×とした。
<Kneading processability>
When the thiazole vulcanization accelerator was kneaded into a rubber material with an open roll, the quality of the workability was evaluated.

上記実験の結果、実施例1〜5、比較例1〜3より、チアゾール系加硫促進剤を平均径40μm以下である凝集物が任意位置の単位面積(mm2)当たりに3個以下である加硫促進剤マスターバッチの形態で配合することが重要であることがわかる。凝集物の平均径が40μmを超える比較例1や、平均径が40μm以下でも任意位置の単位面積(mm2)当たりに存在する凝集物が3個を超える比較例2の場合、異常発泡セルの発生が多くなり、得られる発泡導電性ゴムローラの周ムラが大きい。また、チアゾール系加硫促進剤を原料粉体のまま配合した比較例3では、混練り時の飛散やゴム材への混入も容易ではなく加工性に劣る。 As a result of the above experiments, from Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the agglomerates having an average diameter of 40 μm or less of thiazole vulcanization accelerator are 3 or less per unit area (mm 2 ) at an arbitrary position. It turns out that it is important to mix | blend with the form of a vulcanization accelerator masterbatch. In the case of Comparative Example 1 where the average diameter of the agglomerates exceeds 40 μm, or Comparative Example 2 where the average diameter is 40 μm or less and there are more than 3 agglomerates per unit area (mm 2 ), Occurrence increases, and the circumferential unevenness of the obtained foamed conductive rubber roller is large. Further, in Comparative Example 3 in which the thiazole-based vulcanization accelerator is blended as the raw material powder, scattering during kneading and mixing into the rubber material are not easy and are inferior in workability.

また、実施例6、7より、加硫促進剤マスターバッチが最大粒径25μm以下のチアゾール系化合物を原料とすることが好ましいことがわかる。すなわち、最大粒径が25μmを超える実施例5ではマスターバッチ内の平均径が大きくなる傾向にあり、分散不良による異常発泡セルが多数しやすく、その結果、ローラ電気抵抗ムラも大きくなる傾向にある。   Further, Examples 6 and 7 show that the vulcanization accelerator master batch is preferably made from a thiazole compound having a maximum particle size of 25 μm or less. That is, in Example 5 where the maximum particle size exceeds 25 μm, the average diameter in the master batch tends to be large, and there are many abnormal foam cells due to poor dispersion, and as a result, the roller electrical resistance unevenness tends to increase. .

つぎに、実施例8、9から、本発明のチアゾール系加硫促進剤をマスターバッチとして用いる場合、チアゾール系化合物の含有量は40〜90質量%がより好ましいことがわかる。チアゾール系化合物の含有量が90質量%を超える実施例9では、加硫促進剤マスターバッチ内に存在する凝集物が多くなる傾向にあり、その結果、得られる発泡導電性ゴムローラに異常発泡性セル数が多く、ローラ電気抵抗ムラが大きくなる傾向にある。   Next, from Examples 8 and 9, it can be seen that when the thiazole vulcanization accelerator of the present invention is used as a master batch, the content of the thiazole compound is more preferably 40 to 90% by mass. In Example 9 in which the content of the thiazole-based compound exceeds 90% by mass, there is a tendency that agglomerates present in the vulcanization accelerator master batch tend to increase, and as a result, the foamed conductive rubber roller obtained has an abnormal foam cell. There are many numbers, and the roller electric resistance unevenness tends to increase.

また、実施例10、11より、本発明のチアゾール系加硫促進剤をマスターバッチとして用いる場合、マスターバッチのムーニー粘度(ML1+4 50)は30〜110がより好ましいことがわかる。すなわち、加硫促進剤のムーニー粘度が110を超える実施例11では、ゴム成分との混練で分散不良を生じる可能性もあり、その結果、得られる発泡導電性ゴムローラに異常発泡性セル数が増え、ローラ電気抵抗ムラが大きくなる可能性がある。また、マスターバッチのムーニー粘度が30より小さい場合、マスターバッチ同士が固着する可能性があり、貯蔵安定性に欠ける可能性がある。   Further, Examples 10 and 11 show that when the thiazole vulcanization accelerator of the present invention is used as a master batch, the Mooney viscosity (ML1 + 450) of the master batch is more preferably 30 to 110. That is, in Example 11 where the Mooney viscosity of the vulcanization accelerator exceeds 110, there is a possibility of poor dispersion due to kneading with the rubber component, and as a result, the number of abnormal foam cells increases in the resulting foamed conductive rubber roller. The roller electrical resistance unevenness may increase. In addition, when the Mooney viscosity of the master batch is less than 30, the master batches may be fixed to each other, and the storage stability may be lacking.

Figure 2005300666
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Claims (6)

導電性軸体上に発泡ゴム層が設けられている発泡導電性ゴムローラにおいて、該発泡ゴム層のゴム組成物に少なくとも化学発泡剤、硫黄およびチアゾール系加硫促進剤が配合され、該チアゾール系加硫促進剤を平均径40μm以下である凝集物が任意位置の単位面積(mm2)当たりに3個以下である加硫促進剤マスターバッチの形態で配合してなることを特徴とする発泡導電性ゴムローラ。 In a foamed conductive rubber roller in which a foamed rubber layer is provided on a conductive shaft, at least a chemical foaming agent, sulfur and a thiazole vulcanization accelerator are blended in the rubber composition of the foamed rubber layer, Foam conductivity characterized by blending vulcanization accelerators in the form of a vulcanization accelerator masterbatch with 3 or less agglomerates with an average diameter of 40 μm or less per unit area (mm 2 ) at any position Rubber roller. 上記加硫促進剤マスターバッチが最大粒径25μm以下のチアゾール系化合物を原料とする請求項1記載の発泡導電性ゴムローラ。   The foamed conductive rubber roller according to claim 1, wherein the vulcanization accelerator master batch is made from a thiazole compound having a maximum particle size of 25 μm or less. 上記加硫促進剤マスターバッチにおける上記チアゾール系化合物の含有量が40〜90質量%である請求項1または2に記載の発泡導電性ゴムローラ。   The foamed conductive rubber roller according to claim 1 or 2, wherein a content of the thiazole compound in the vulcanization accelerator master batch is 40 to 90% by mass. 上記加硫促進剤マスターバッチのムーニー粘度(ML1+4、50℃)が30〜110である請求項1〜3のいずれか一項に記載の発泡導電性ゴムローラ。   The foamed conductive rubber roller according to any one of claims 1 to 3, wherein the Mooney viscosity (ML1 + 4, 50 ° C) of the vulcanization accelerator masterbatch is 30 to 110. 上記ゴム組成物のゴム成分がアクリルニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリン系ゴムの少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の発泡導電性ゴムローラ。   The foamed conductive rubber roller according to any one of claims 1 to 4, wherein the rubber component of the rubber composition contains at least one of acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber. 感光体上の静電荷像を現像剤により現像する画像形成装置に用いられる発泡導電性ゴムローラにおいて、該発泡導電性ゴムローラが感光体上に相対して配置される転写ローラである請求項1〜5のいずれか一項に記載の発泡導電性ゴムローラ。

6. A foamed conductive rubber roller used in an image forming apparatus for developing an electrostatic charge image on a photosensitive member with a developer, wherein the foamed conductive rubber roller is a transfer roller disposed on the photosensitive member. The foamed conductive rubber roller according to any one of the above.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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