JP2006343717A - Electroconductive rubber roller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electroconductive rubber roller which is not accompanied by problems such as deterioration of electrical conductivity and rise of hardness and has uniform electrical properties, low hardness and excellent compression set properties. <P>SOLUTION: The electroconductive rubber roller is constituted of an electroconductive metal core and an electroconductive crosslinked rubber layer including an epichlorohydrin-based rubber stacked on the electroconductive metal core, wherein the epichlorohydrin-based rubber is at least one copolymer selected from the group consisting of an epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer and an epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether ternary copolymer. The ethylene oxide constitutional unit in the epichlorohydrin-based rubber is in a content of 40-90 mol%, and, the electroconductive crosslinked rubber layer has a heat quantity (enthalpy: ΔH) of ≤5 mJ/mg as measured by a differential scanning calorimetry (DSC) and indicated by a peak appearing within a range of -20 to 150°C. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、プリンター及びファクシミリ等に代表される電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置に使用される帯電ローラ、現像ローラ及び転写ローラ等の導電性ゴムローラに関する。   The present invention relates to a conductive rubber roller such as a charging roller, a developing roller, and a transfer roller used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus and an electrostatic recording apparatus typified by a copying machine, a printer, and a facsimile machine.

従来、複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像にトナーを付着させ、このトナー像を転写紙等の記録媒体に転写して印刷する方式が採用されている。つまり、まず、感光体の表面を均一に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して、露光部分の帯電を消去することによって潜像を形成する。次いで、トナーの付着によるトナー像の形成(現像)、転写紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines and printers employ a method in which toner is attached to an electrostatic latent image and the toner image is transferred to a recording medium such as transfer paper for printing. That is, first, the surface of the photosensitive member is uniformly charged, an image is projected onto the photosensitive member from the optical system, and the latent image is formed by erasing the charged portion of the exposed portion. Next, a method of printing is performed by forming (developing) a toner image by toner adhesion and transferring the toner image onto a recording medium such as transfer paper.

感光体の表面を均一帯電するための手段としては、電圧(例えば1〜2kV)を印加した帯電部材を所定の押圧力で感光体に当接させて、感光体を所定の電位に帯電させる接触帯電方式が知られている。帯電ローラは、接触帯電方式による均一帯電のための重要なポイントである感光体への一様な接触が二つの回転円筒体同士によりなされるため、ブラシ帯電やブレード帯電などの他の接触帯電方式よりも実現容易であり、採用されている。   As a means for uniformly charging the surface of the photoconductor, a charging member to which a voltage (for example, 1 to 2 kV) is applied is brought into contact with the photoconductor with a predetermined pressing force to charge the photoconductor to a predetermined potential. A charging method is known. The charging roller is an important point for uniform charging by the contact charging method. Since the two rotating cylinders make uniform contact with the photosensitive member, other contact charging methods such as brush charging and blade charging. It is easier to implement and is adopted.

帯電ローラは、感光体に当接させて均一かつ良好な帯電性を付与するために、帯電ローラと感光体との接触面積(ニップ幅)を大きくかつ均一にすることが要求される。そのため、帯電ローラは、適当な硬さ(低硬度)を有することが要求される。また、帯電ローラは、当接によって変形を受けるが、圧縮力に対して充分な回復性を有する必要がある。一方、帯電ローラに必要なバイアス電圧を印加する為には、帯電ローラは、その体積抵抗を低く、且つ所望の電流値に調整する必要がある。また、帯電ローラが電気的に不均一な場合、感光体に対して、この電気的な不均一性を反映した帯電濃度ムラが生じる。したがって、帯電ローラは、所定の抵抗をもち、かつ電気的に均一であることが要求される。このように感光体と直接接触する帯電ローラには多くの物性が要求される。   The charging roller is required to have a large and uniform contact area (nip width) between the charging roller and the photosensitive member in order to contact the photosensitive member and impart uniform and good charging properties. Therefore, the charging roller is required to have an appropriate hardness (low hardness). Further, the charging roller is deformed by contact, but needs to have sufficient recoverability with respect to the compression force. On the other hand, in order to apply a necessary bias voltage to the charging roller, the charging roller needs to have a low volume resistance and be adjusted to a desired current value. In addition, when the charging roller is electrically non-uniform, charging density unevenness reflecting this electric non-uniformity occurs on the photosensitive member. Therefore, the charging roller is required to have a predetermined resistance and be electrically uniform. In this way, the charging roller that is in direct contact with the photosensitive member is required to have many physical properties.

また、帯電部材に用いられるゴムローラの体積抵抗率は、1×10〜1×1010Ω・cmの所定の半導電性領域が必要である。目的とする導電性を実現するために、従来の帯電部材の製造方法では、カーボンブラック等の導電性フィラーを添加分散する方法や、ゴム自身に導電性を有するものを選択する方法が採用されていた。この導電性フィラーを添加分散する方法は、フィラーの配合量のわずかな差や、分散状態及び配向によって電気特性が影響を受ける。そのため、混練りバッチごとにばらつきが生じ、さらに同バッチ内でもローラごとのばらつきが生じやすくなる。さらには、印加電圧への依存性も大きく、安定した体積抵抗率を得ることが困難であった。しかし、導電性を有するゴム材を使用する方法は、このようなばらつきがほとんど発生しないため、所定の導電性を有するように調整しやすく、かつ安定して得ることができる。そのため、近年では製品の高性能化に伴い、導電性ゴムを用いたローラの製造が増加している。 Further, the volume resistivity of the rubber roller used for the charging member needs a predetermined semiconductive region of 1 × 10 5 to 1 × 10 10 Ω · cm. In order to achieve the desired conductivity, conventional charging member manufacturing methods employ a method in which a conductive filler such as carbon black is added and dispersed, or a method in which a rubber having conductivity is selected. It was. In the method of adding and dispersing the conductive filler, the electrical characteristics are affected by the slight difference in the blending amount of the filler, the dispersion state and the orientation. For this reason, variation occurs in each kneading batch, and further, variation in each roller easily occurs in the same batch. Furthermore, the dependence on the applied voltage is large, and it is difficult to obtain a stable volume resistivity. However, the method of using a rubber material having electrical conductivity hardly causes such variations, so that it can be easily adjusted to have a predetermined electrical conductivity and can be obtained stably. Therefore, in recent years, the production of rollers using conductive rubber has been increasing with the improvement in performance of products.

導電性ゴムとしては、一般的に、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロロヒドリン系ゴム及びアクリルゴム等が挙げられる。なかでも、エピクロロヒドリン系ゴムは、各種ゴムのうち、抵抗値の低いポリマーであることが知られている。   Examples of the conductive rubber generally include acrylonitrile butadiene rubber, epichlorohydrin rubber, and acrylic rubber. Among these, epichlorohydrin rubber is known to be a low resistance polymer among various rubbers.

エピクロロヒドリン系ゴムとしては、エピクロロヒドリンホモポリマーが知られている。また、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロロヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体が知られている。これらエピクロロヒドリン系ゴムでは、これを構成するエチレンオキサイドの共重合の割合を種々変えることにより、抵抗値をコントロールすることが可能であるという特徴があり、共重合の割合が高いほど体積抵抗が低くなることが一般に知られている。   An epichlorohydrin homopolymer is known as an epichlorohydrin rubber. Further, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer, epichlorohydrin-allyl glycidyl ether copolymer, and epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer are known. These epichlorohydrin rubbers are characterized in that the resistance value can be controlled by variously changing the copolymerization ratio of ethylene oxide constituting the rubber, and the volume resistance increases as the copolymerization ratio increases. Is generally known to be low.

しかし、例えば低い体積抵抗が要求される導電性ゴムローラを作成するためにエチレンオキサイドの共重合の割合が高いエピクロロヒドリン系ゴムを用いると、所望の性能を満たす導電性ゴムローラを安定して得ることが非常に困難であった。というのも、上述のエピクロロヒドリン系ゴムを用いてローラを製造すると、ロットごとにローラ性能のばらつきが大きく、十分な体積抵抗の低下が認められず、かつ加硫後のゴム硬度が不安定で、電流値が異常に小さくなる場合があった。電流値が小さいと、要求される帯電能力を満たすことが困難となり、電子写真形成装置に組み込んでも良好な画像が得られない。また、硬度が高くなると、感光体に当接させても十分なニップ幅が確保できず、良好な帯電性が得られないばかりか、感光体自体を傷つけてしまう恐れがある。したがって、導電性ゴムローラの性能を発揮する上で致命的な欠点であった。   However, for example, when an epichlorohydrin rubber having a high copolymerization ratio of ethylene oxide is used to produce a conductive rubber roller that requires a low volume resistance, a conductive rubber roller that satisfies the desired performance can be stably obtained. It was very difficult. This is because when a roller is manufactured using the above-mentioned epichlorohydrin rubber, there is a large variation in roller performance from lot to lot, a sufficient decrease in volume resistance is not observed, and the rubber hardness after vulcanization is poor. In some cases, the current value was abnormally small. When the current value is small, it is difficult to satisfy the required charging ability, and a good image cannot be obtained even when incorporated in an electrophotographic forming apparatus. Further, when the hardness is increased, a sufficient nip width cannot be secured even if the hardness is brought into contact with the photosensitive member, and not only good chargeability can be obtained, but also the photosensitive member itself may be damaged. Therefore, it is a fatal defect in exerting the performance of the conductive rubber roller.

上述の問題を克服する一例として、特許文献1に開示の材料がある。つまり、この材料は、低抵抗の導電性ゴムローラ用の半導電性材料として23℃及び50%RHでの加硫物の体積固有抵抗が1×10Ωcm〜2×10Ωcmであり、かつその環境依存性が2.5以下のエーテル系共重合体を有する加硫可能な材料である。 As an example of overcoming the above-mentioned problem, there is a material disclosed in Patent Document 1. That is, this material has a volume resistivity of 1 × 10 5 Ωcm to 2 × 10 7 Ωcm at 23 ° C. and 50% RH as a semiconductive material for a low resistance conductive rubber roller, and It is a vulcanizable material having an ether copolymer having an environmental dependency of 2.5 or less.

しかしながら、このような材料から得た導電性ゴムローラは、導電性については確かに上記に示す抵抗値の範囲内で得られるが、材料ロットごとに導電性のばらつきが大きく、画像形成装置用の導電性ゴムローラとしては実用性に乏しいものであった。   However, although the conductive rubber roller obtained from such a material is certainly obtained within the range of the resistance value shown above, there is a large variation in conductivity from lot to lot, and the conductivity for the image forming apparatus is large. As a functional rubber roller, it was poor in practicality.

さらに、適度な硬度を有する導電性ゴムローラを得るための手段として、通常エピクロロヒドリン系ゴムに可塑剤を添加する方法がとられる。しかし、一般的なエピクロロヒドリン系ゴムに使用される可塑剤を用いた場合、長期間感光体と当接することにより導電性ローラから染み出した可塑剤が感光体を部分的に変質(感光体汚染)させ、画像に影響を及ぼす可能性がある。そのため、使用できる可塑剤の種類や配合量が制限されるという問題があった。
特開2000−063656号公報
Further, as a means for obtaining a conductive rubber roller having an appropriate hardness, a method of adding a plasticizer to epichlorohydrin rubber is usually employed. However, when a plasticizer used in general epichlorohydrin rubber is used, the plasticizer that has exuded from the conductive roller due to contact with the photoconductor for a long period of time partially alters the photoconductor (photosensitivity). Body contamination) and may affect the image. Therefore, there has been a problem that the types and blending amounts of plasticizers that can be used are limited.
JP 2000-063656 A

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、導電性の悪化や硬度の上昇といった不具合を伴うことなく、均一な電気特性を有し、かつ低硬度で圧縮永久歪み性に優れた導電性ゴムローラを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a uniform electrical characteristic without causing problems such as deterioration in conductivity and increase in hardness, and has a low hardness and excellent compression set. It is an object to provide a rubber roller.

本発明による導電性ゴムローラは、導電性芯金と、該導電性芯金上に積層された、エピクロロヒドリン系ゴムを有する導電性架橋ゴム層とからなる導電性ゴムローラであって、該エピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合体及びエピクロロヒドリン−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からなる群から選択された少なくとも1つの共重合体であり、該エピクロロヒドリン系ゴムのエチレンオキサイドの構成単位は、該エピクロロヒドリン系ゴムに対して40モル%以上90モル%以下であり、該導電性架橋ゴム層について、示差走査熱量測定法(DSC)により測定して得た、−20℃以上150℃以下に現れるピークの示す熱量(エンタルピー:ΔH)は、5mJ/mg以下であることを特徴とする。   The conductive rubber roller according to the present invention is a conductive rubber roller comprising a conductive metal core and a conductive cross-linked rubber layer having an epichlorohydrin rubber laminated on the conductive metal core. The chlorohydrin rubber is at least one copolymer selected from the group consisting of an epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer and an epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer, The ethylene oxide structural unit of the epichlorohydrin rubber is 40 mol% or more and 90 mol% or less with respect to the epichlorohydrin rubber, and the differential scanning calorimetry ( The calorific value (enthalpy: ΔH) of the peak appearing at −20 ° C. or more and 150 ° C. or less obtained by DSC) is 5 mJ / mg or less. Characterized in that there.

本発明によると、導電性や硬度用の特性を損なうことなく、低抵抗で所望の電気特性を有しつつ、また、低硬度で圧縮永久歪み性に優れた導電性ゴムローラを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a conductive rubber roller having a low resistance and an excellent compression set property while maintaining desired electrical characteristics without impairing conductivity and hardness characteristics. .

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の導電性ゴムローラは、導電性芯金と、該導電性芯金上に積層された、エピクロロヒドリン系ゴムを有する導電性架橋ゴム層とからなる導電性ゴムローラであって、該エピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合体及びエピクロロヒドリン−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からなる群から選択された少なくとも1つの共重合体であり、該エピクロロヒドリン系ゴムのエチレンオキサイドの構成単位は、該エピクロロヒドリン系ゴムに対して40モル%以上90モル%以下であり、該導電性架橋ゴム層について、示差走査熱量測定法(DSC)により測定して得た、−20℃以上150℃以下に現れるピークの示す熱量(エンタルピー:ΔH)は、5mJ/mg以下であることを特徴とする。このような構成により、体積抵抗が低く、所望の電流値を示し、かつ適度なゴム弾性を有する導電性ゴムローラを提供することができる。さらに、示走査熱量測定法(DSC)による−20℃以上150℃以下の範囲におけるピークが観察されない導電性架橋ゴム層を有する導電性ゴムローラが最も好適である。導電性架橋ゴム層のDSC特性は、このゴム層の原料となるエピクロロヒドリン系ゴム自身のDSC特性により左右される。上記エピクロロヒドリン系ゴムの製造バッチごとのバラツキによって、実際には架橋ゴム層を測定したときの熱量(エンタルピー:ΔH)が0mJ/mg以上5mJ/mg以下となる。逆に、5mJ/mgを超える場合は、エピクロロヒドリン系ゴムを構成するエチレンオキサイド鎖由来の結晶性が架橋ゴム層の物性に影響すると考えられ、硬度が異常に高くなる。また、結晶性により分子鎖の自由度が制限されるため体積抵抗が高くなり、圧縮永久歪み性が悪化するといった不具合にもつながる。   The conductive rubber roller of the present invention is a conductive rubber roller comprising a conductive metal core and a conductive cross-linked rubber layer having an epichlorohydrin rubber laminated on the conductive metal core. The chlorohydrin rubber is at least one copolymer selected from the group consisting of an epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer and an epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer, The ethylene oxide structural unit of the epichlorohydrin rubber is 40 mol% or more and 90 mol% or less with respect to the epichlorohydrin rubber, and the differential scanning calorimetry ( The calorific value (enthalpy: ΔH) of the peak appearing at −20 ° C. or more and 150 ° C. or less obtained by DSC) is 5 mJ / mg or less. It is characterized in. With such a configuration, it is possible to provide a conductive rubber roller having a low volume resistance, a desired current value, and an appropriate rubber elasticity. Further, a conductive rubber roller having a conductive cross-linked rubber layer in which no peak in the range of −20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower by the differential scanning calorimetry (DSC) is observed is most preferable. The DSC characteristic of the conductive crosslinked rubber layer depends on the DSC characteristic of the epichlorohydrin rubber itself that is the raw material of the rubber layer. The amount of heat (enthalpy: ΔH) when the crosslinked rubber layer is measured is actually 0 mJ / mg or more and 5 mJ / mg or less due to variations in the production batches of the epichlorohydrin rubber. Conversely, if it exceeds 5 mJ / mg, the crystallinity derived from the ethylene oxide chain constituting the epichlorohydrin rubber is considered to affect the physical properties of the crosslinked rubber layer, and the hardness becomes abnormally high. Further, since the degree of freedom of the molecular chain is limited by crystallinity, the volume resistance is increased, leading to problems such as deterioration of compression set.

また、本発明において、前記エピクロロヒドリン系ゴムについて、示差走査熱量測定法(DSC)により測定して得た、0℃以上70℃以下に現れるピークの示す熱量(エンタルピー:ΔH)は、15mJ/mg以下であることが好ましい。上記範囲内にあるエピクロロヒドリン系ゴムを有することにより、体積抵抗が低く、所望の電流値を示し、かつ適度なゴム弾性を有する導電性ゴムローラを提供することができる。さらには、上記の熱量が12mJ/mg以下のものを選択することで、目的とする体積抵抗の低下や、ゴム弾性を安定して得ることができ、より好ましい。15mJ/mgを超える場合は、エピクロロヒドリン系ゴムを構成するエチレンオキサイド鎖由来の結晶化が生じて導電性ゴムローラの特性に影響を与えると推測され、その結果、体積抵抗が高くなり、かつ硬度も高くなるために実用上好ましくない。   In the present invention, the epichlorohydrin rubber was measured by differential scanning calorimetry (DSC), and the calorie (enthalpy: ΔH) indicated by a peak appearing at 0 ° C. or higher and 70 ° C. or lower was 15 mJ. / Mg or less is preferable. By having the epichlorohydrin rubber in the above range, it is possible to provide a conductive rubber roller having a low volume resistance, a desired current value, and an appropriate rubber elasticity. Further, it is more preferable to select a material having the above calorie of 12 mJ / mg or less because it is possible to stably obtain the desired volume resistance and rubber elasticity. When it exceeds 15 mJ / mg, it is presumed that crystallization derived from the ethylene oxide chain constituting the epichlorohydrin-based rubber occurs and affects the characteristics of the conductive rubber roller, and as a result, the volume resistance increases, and Since the hardness is increased, it is not preferable for practical use.

エチレンオキサイドの構成単位が40モル%以上90モル%以下であるエピクロロヒドリン系ゴムを用いて上述の熱量(エンタルピー:ΔH)を15mJ/mg以下とした導電性架橋ゴム層を得るには、エピクロロヒドリン系ゴムの合成温度を適宜調整する。合成温度が高いほど熱量は大きくなる傾向にある。その理由は、おそらく、重合過程でポリマー鎖が長くなるうえに、ポリマー鎖を構成するユニットのランダム性に乏しく、エチレンオキサイド部位のブロック化(部分結晶化)が生じやすいためと推測される。したがって、エピクロロヒドリン系ゴムの電気特性を左右するエチレンオキサイド部位の運動性が規制されるために導電性が低下し、硬度が高くなる。逆に、合成温度が低いと重合反応がゆっくり進むため、ポリマー鎖の長さもランダム性も適度な状態でとなって上記のようなブロック化が生じにくくなると考えられ、導電性や硬度に優れたものになると考えられる。   In order to obtain a conductive crosslinked rubber layer in which the above calorific value (enthalpy: ΔH) is 15 mJ / mg or less using an epichlorohydrin rubber having an ethylene oxide constitutional unit of 40 mol% or more and 90 mol% or less, The synthesis temperature of epichlorohydrin rubber is appropriately adjusted. The amount of heat tends to increase as the synthesis temperature increases. The reason is presumably because the polymer chain becomes longer in the polymerization process, and the randomness of the units constituting the polymer chain is poor, and the ethylene oxide portion is likely to be blocked (partially crystallized). Therefore, since the mobility of the ethylene oxide site that affects the electrical characteristics of the epichlorohydrin rubber is restricted, the conductivity is lowered and the hardness is increased. On the contrary, since the polymerization reaction proceeds slowly when the synthesis temperature is low, it is considered that the polymer chain length and randomness are in an appropriate state, and it is difficult to cause blocking as described above, and it has excellent conductivity and hardness. It will be a thing.

本発明による導電性ゴムローラを構成する導電性架橋ゴム層は、エピクロロヒドリン系ゴムを有する。また、このエピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合体及びエピクロロヒドリン−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からなる群から選択された少なくとも1つの共重合体を有する。このエピクロロヒドリン系ゴムとしては、特に、体積抵抗の調整に適する点で、エピクロロヒドリン−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が好ましい。導電性架橋ゴム層には、上述のほか、公知のエピクロロヒドリン系の化合物を有してもよい。この例としては、以下の化合物が挙げられる。   The conductive crosslinked rubber layer constituting the conductive rubber roller according to the present invention has epichlorohydrin rubber. Further, the epichlorohydrin-based rubber has at least one copolymer selected from the group consisting of epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer and epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer. Have coalescence. As this epichlorohydrin rubber, an epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer is particularly preferable in that it is suitable for adjusting the volume resistance. In addition to the above, the conductive crosslinked rubber layer may have a known epichlorohydrin compound. Examples of this include the following compounds.

エピクロロヒドリンホモポリマー
エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合体
エピクロロヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体
エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体
Epichlorohydrin homopolymer Epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer Epichlorohydrin-allyl glycidyl ether copolymer Epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer

なかでも、重合体の構成単位としてエチレンオキサイドを有するものは、電気的に比較的低抵抗のものが得られやすく他ポリマーとのブレンド等により所望の抵抗値に調整しやすい。但し、ブレンドして使用する場合、エピクロロヒドリン系ゴムが有する体積抵抗特性を損なわない範囲で、エピクロロヒドリン系ゴムを主に有することが好ましい。また、導電性架橋ゴム層に含有されるエピクロロヒドリン系ゴムの構成単位としてアリルグリシジルエーテルを有することが好ましい。その理由は、アリルグリシジルエーテルが不飽和結合を有し、硫黄系加硫剤(硫黄又は硫黄供与体)による加硫が可能となって加硫方法や製造上の条件の制約が少なくできるためである。さらに、熱軟化劣化性や耐オゾン性が改善できるという点が挙げられる。   Especially, what has ethylene oxide as a structural unit of a polymer can obtain a thing with comparatively low resistance easily, and is easy to adjust to a desired resistance value by blending with another polymer, etc. However, when blended and used, it is preferable to mainly have epichlorohydrin rubber as long as it does not impair the volume resistance characteristics of epichlorohydrin rubber. Moreover, it is preferable to have allyl glycidyl ether as a structural unit of the epichlorohydrin type rubber contained in the conductive crosslinked rubber layer. The reason is that allyl glycidyl ether has an unsaturated bond and can be vulcanized with a sulfur-based vulcanizing agent (sulfur or sulfur donor), thereby reducing restrictions on the vulcanization method and production conditions. is there. Furthermore, the point that heat-softening deterioration property and ozone resistance can be improved is mentioned.

エピクロロヒドリン−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は共重合割合の違いにより多くの種類があるが、本発明では、エピクロロヒドリン系ゴムのエチレンオキサイドの構成単位は、40モル%以上90モル%以下である。エチレンオキサイドの構成単位が40モル%未満であると、所望の体積抵抗に調整することが困難となる。また、90モル%を超えると、エチレンオキサイドの結晶化により体積抵抗が高くなる上に硬度が高くなり、いずれの場合も実用上好ましくない。エチレンオキサイドの構成単位は、65モル%以上85モル%であることが好ましい。65モル%未満であると、本発明の目的である低抵抗値が十分に達成しにくい場合があり、85モル%よりも高いと、上記結晶性を完全に制御しきれず、本発明の効果を安定して得られない場合があるが、材料処方面等の調整により実現可能である。   There are many types of epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymers depending on the copolymerization ratio, but in the present invention, the ethylene oxide constituent unit of the epichlorohydrin rubber is 40 mol. % Or more and 90 mol% or less. When the structural unit of ethylene oxide is less than 40 mol%, it is difficult to adjust to a desired volume resistance. On the other hand, when it exceeds 90 mol%, volume resistance increases due to crystallization of ethylene oxide and hardness increases, and in either case, it is not practically preferable. The constitutional unit of ethylene oxide is preferably 65 mol% or more and 85 mol%. If it is less than 65 mol%, the low resistance value, which is the object of the present invention, may be difficult to achieve sufficiently. Although it may not be obtained stably, it can be realized by adjusting the material prescription surface and the like.

本発明による導電性ゴムローラにおいて、エピクロロヒドリン系ゴムを構成するエピクロロヒドリンの構成単位は、体積抵抗、硬度、又は加工性等に不具合を発生させない範囲であれば特に制限されない。特に、8モル%以上58モル%以下であることが好ましく、13モル%以上33モル%以下であることがより好ましい。エピクロロヒドリンの構成単位が少ないとエチレンオキサイド鎖の結晶化を阻害することができない。またこの構成単位が多いと、エピクロロヒドリン自身の結晶化が生じやすくなり、いずれも体積抵抗が高く、かつ硬度が高くなる要因となる。   In the conductive rubber roller according to the present invention, the structural unit of epichlorohydrin constituting the epichlorohydrin-based rubber is not particularly limited as long as it does not cause a problem in volume resistance, hardness, workability, or the like. In particular, it is preferably 8 mol% or more and 58 mol% or less, and more preferably 13 mol% or more and 33 mol% or less. When there are few structural units of epichlorohydrin, crystallization of an ethylene oxide chain cannot be inhibited. Moreover, when there are many this structural unit, epichlorohydrin itself crystallizes easily, and all become a factor which becomes high in volume resistance and hardness.

本発明による導電性ゴムローラにおいて、エピクロロヒドリン系ゴムを構成するアリルグリシジルエーテルの構成単位は、体積抵抗、硬度、加工性等に不具合を発生させない範囲であれば特に制限されない。特に、2モル%以上12モル%以下であることが好ましい。2モル%未満であると硫黄系加硫剤(硫黄又は硫黄供与体)による加硫が困難となる。また、12モル%よりも多いと、熱による硬化劣化を生じてゴム弾性を失って脆くなるといった不具合の要因となる。   In the conductive rubber roller according to the present invention, the structural unit of allyl glycidyl ether constituting the epichlorohydrin rubber is not particularly limited as long as it does not cause problems in volume resistance, hardness, workability and the like. In particular, it is preferably 2 mol% or more and 12 mol% or less. If it is less than 2 mol%, vulcanization with a sulfur-based vulcanizing agent (sulfur or sulfur donor) becomes difficult. On the other hand, if the amount is more than 12 mol%, it causes a problem of curing due to heat, losing rubber elasticity and becoming brittle.

本発明による導電性ゴムローラにおいて、導電性架橋ゴム層は、上述のエピクロロヒドリン系ゴムの他、種々のゴム材料又はポリマー材料を有していてもよい。このゴム材料として、少なくとも上記エピクロロヒドリン系ゴムを主成分として含むものであれば特に制限されるものではない。例えばエピクロロヒドリン系ゴム単体で使用したり、又はその他のポリマーを1種若しくはそれ以上をブレンドして使用したりしても差し支えない。例えばエチレンプロピレンジエンゴム、ウレタンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。   In the conductive rubber roller according to the present invention, the conductive cross-linked rubber layer may have various rubber materials or polymer materials in addition to the epichlorohydrin rubber described above. The rubber material is not particularly limited as long as it contains at least the epichlorohydrin rubber as a main component. For example, the epichlorohydrin rubber alone may be used, or one or more other polymers may be blended and used. Examples thereof include ethylene propylene diene rubber, urethane rubber, acrylonitrile butadiene rubber, silicone rubber, chloroprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, butyl rubber, and acrylic rubber.

また、本発明による導電性ゴムローラにおいて、導電性架橋ゴム層は、導電性ローラに使用されるゴム組成物には、上記成分の他にも各種配合剤を適宜配合することができる。この配合剤としては、イオン導電剤、加硫剤、加硫促進剤、カーボンブラックなどの補強剤、充填剤、老化防止剤、加工助剤等が挙げられる。イオン導電剤としては、特に限定されるものではなく各種塩が使用可能である。例えば、LiClO、LiCF、LiSO、LiBF、LiN(CFSO、NaClO等のLi、Na等の金属塩が挙げられる。また、以下の第4級アンモニウム塩が挙げられる。 In the conductive rubber roller according to the present invention, the conductive cross-linked rubber layer can be appropriately mixed with various compounding agents in addition to the above components in the rubber composition used for the conductive roller. Examples of the compounding agent include ionic conductive agents, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, reinforcing agents such as carbon black, fillers, anti-aging agents, processing aids, and the like. The ion conductive agent is not particularly limited, and various salts can be used. For example, metal salts such as Li + and Na + such as LiClO 4 , LiCF 3 , LiSO 3 , LiBF 4 , LiN (CF 3 SO 3 ) 2 , and NaClO 4 can be used. Moreover, the following quaternary ammonium salts are mentioned.

過塩素酸テトラエチルアンモニウム
過塩素酸テトラブチルアンモニウム
塩化テトラメチルアンモニウム
塩化テトラエチルアンモニウム
塩化テトラブチルアンモニウム
臭化テトラメチルアンモニウム
臭化テトラプロピルアンモニウム
ヨウ化テトラメチルアンモニウム
Tetraethylammonium perchlorate tetrabutylammonium perchlorate tetramethylammonium chloride tetraethylammonium chloride tetrabutylammonium chloride tetramethylammonium bromide tetrapropylammonium bromide tetramethylammonium iodide

これらのイオン導電剤を単独で用いても2種以上を併用して用いてもよい。   These ionic conductive agents may be used alone or in combination of two or more.

加硫剤としては、製造工程上及び画像形成装置に使用される部材として弊害を及ぼすものでなければ特に制限されることなく使用できる。エピクロロヒドリン系ゴム使用される加硫剤としては、硫黄のほか、有機過酸化物架橋、トリアジンチオール加硫、2,3−ジメチルキノキサリン加硫等が挙げられる。いずれの加硫方法で作成されたゴムローラであっても本発明の効果を発揮することができるが、有機過酸化物架橋では酸素存在下での使用が困難なために製造工程が制限される。トリアジンチオール加硫及び2,3−ジメチルキノキサリンでは加硫時に発生する塩化水素による加硫阻害を防止するためにゴム組成物中に受酸剤を添加するが、そのために加硫特性及び圧縮永久歪み等への影響が懸念される。また、これらの加硫剤は、一般にスコーチが早いこと及び貯蔵安定性にも劣ることから、製造工程上でも問題が生じる。硫黄加硫ではゴムの加硫方法として最も一般的であり、コスト面や製造面においても好ましく使用できる。   The vulcanizing agent can be used without any particular limitation as long as it does not have a harmful effect on the manufacturing process and as a member used in the image forming apparatus. Examples of the vulcanizing agent used for the epichlorohydrin rubber include sulfur, organic peroxide crosslinking, triazine thiol vulcanization, and 2,3-dimethylquinoxaline vulcanization. The rubber roller produced by any vulcanization method can exert the effect of the present invention, but the production process is limited because organic peroxide crosslinking is difficult to use in the presence of oxygen. In triazine thiol vulcanization and 2,3-dimethylquinoxaline, an acid acceptor is added to the rubber composition to prevent vulcanization inhibition by hydrogen chloride generated during vulcanization. There are concerns about the impact on In addition, these vulcanizing agents generally have a high scorch and inferior storage stability, and thus cause problems in the production process. Sulfur vulcanization is the most common rubber vulcanization method, and can be preferably used in terms of cost and production.

また、加硫促進剤を用いてもよい。この加硫促進剤としては、ゴム用として公知な各種加硫促進剤が使用可能である。例えば2−メルカプトベンゾチアゾールやジベンゾチアジルジスルフィド等のベンゾチアゾール類が挙げられる。また、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドやN−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド類が挙げられる。さらに、テトラエチルチウラムジスルフィドやテトラメチルチウラムモノスルフィドやジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム類、ジチオカルバミン酸塩類等が挙げられる。これらを単独或いは2種以上を併用して用いてもよい。   Moreover, you may use a vulcanization accelerator. As this vulcanization accelerator, various vulcanization accelerators known for rubber can be used. Examples thereof include benzothiazoles such as 2-mercaptobenzothiazole and dibenzothiazyl disulfide. In addition, sulfenamides such as N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide and N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide may be mentioned. Further examples include thiurams such as tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide and dipentamethylenethiuram tetrasulfide, and dithiocarbamates. You may use these individually or in combination of 2 or more types.

補強剤を用いる場合、種々のカーボンブラックを用いることが可能で、SAF級、ISAF級、HAF級、MAF級、FEF級、GPF級、SRF級、FT級、MT級等のゴム用の各種カーボンブラックが挙げられる。これらのほか、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンブラック等を用いてもよく、これらを単独又は2種以上を併用して用いてもよい。   When using a reinforcing agent, various carbon blacks can be used. Various carbons for rubber such as SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, GPF, SRF, FT, MT, etc. Black. In addition to these, conductive carbon blacks such as ketjen black and acetylene black may be used, and these may be used alone or in combination of two or more.

充填剤としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、シリカ、炭酸マグネシウム、クレー等が挙げられ、これらを単独又は2種以上を併用して用いてもよい。   Examples of the filler include heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, silica, magnesium carbonate, clay and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.

導電性ゴムローラの製造方法としては、金型を用いる方法、チューブ状に押出したゴム組成物を加硫した後に芯金に圧入する方法、及び未加硫ゴムを芯金に被覆してから加硫する方法等が挙げられる。これらの導電性ゴムローラの製造方法は加工性やコスト、画像形成装置用部材として要求される寸法精度や物理的及び電気的特性を満たすためにそれぞれ適した製造方法を任意に選択すればよい。近年では、製造ラインの小型化や連続化に適する点で、金型を用いる方法や加硫したチューブを芯金に圧入する方法よりも、未加硫ゴムを芯金に被覆してから加硫する方法が好ましい。   The method for producing the conductive rubber roller includes a method of using a mold, a method of vulcanizing a rubber composition extruded in a tube shape, and press-fitting into a core metal, and a vulcanization after coating an unvulcanized rubber on a core metal. And the like. The manufacturing method of these conductive rubber rollers may be arbitrarily selected from manufacturing methods suitable for satisfying processability, cost, dimensional accuracy, physical and electrical characteristics required as a member for an image forming apparatus. In recent years, it is suitable for downsizing and continuation of the production line. In comparison with the method using a mold or the method of press-fitting a vulcanized tube into a core metal, the core metal is coated with unvulcanized rubber and then vulcanized. Is preferred.

芯金上に導電性架橋ゴム層を積層する手段は、特に制限されない。なかでも、製造ラインの連続化又は製造コストを抑えるといった観点から、以下の工程により製造される方法が好ましい。つまり、押出し機を用いて未加硫のゴム組成物を押出すと同時に、連続的に芯金を押出し機のクロスヘッドダイに通過させて芯金の円周上にゴム組成物を配置させてローラ形状にする工程で製造される方法が好ましい。なお、別途未加硫の原料ゴム組成物をチューブ状に押出し、所定長さに切断したものに接着剤を塗布した芯金を押し込むものでもよい。   The means for laminating the conductive crosslinked rubber layer on the core metal is not particularly limited. Especially, the method of manufacturing by the following processes from a viewpoint of suppressing the continuation of a manufacturing line or manufacturing cost is preferable. In other words, the unvulcanized rubber composition is extruded using an extruder, and at the same time, the core metal is continuously passed through the crosshead die of the extruder to place the rubber composition on the circumference of the core metal. A method manufactured in the step of forming a roller shape is preferable. It is also possible to separately extrude a raw rubber composition that has not been vulcanized into a tube shape and push a cored bar coated with an adhesive into a piece cut into a predetermined length.

加硫方法に関しては、熱風炉加硫の他、遠赤外線加硫、水蒸気加硫等、従来公知の方法などが挙げられる。また、芯金円周上に未加硫ゴムを配置させた状態でそのまま金型キャビティに投入して加硫する方法も有効である。さらに、時間や温度等の加硫条件を任意に変化させても芯金腐食防止効果や接着力に何ら影響を及ぼさないので自由に工程を設計することができる。   With respect to the vulcanization method, conventionally known methods such as far-infrared vulcanization and steam vulcanization may be used in addition to hot-air oven vulcanization. Also effective is a method in which unvulcanized rubber is placed on the circumference of the core metal and then directly injected into the mold cavity for vulcanization. Furthermore, even if the vulcanization conditions such as time and temperature are arbitrarily changed, the effect of preventing the corrosion of the metal core and the adhesive force are not affected at all, so that the process can be designed freely.

さらに、上記導電性ゴムローラの外周上で、少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層が形成されることが好ましい。ゴム層から上記配合成分が少量染み出した場合でもゴム層の外周上でポリオールとポリイソシアネートを架橋する際にポリイソシアネートにより架橋されて形成したウレタン層から染み出すことを防止できる。   Furthermore, it is preferable that a polyurethane layer obtained by polyisocyanate crosslinking at least a polyol is formed on the outer periphery of the conductive rubber roller. Even when a small amount of the above-described blending component oozes out from the rubber layer, it can be prevented from oozing out from the urethane layer formed by crosslinking with the polyisocyanate when the polyol and polyisocyanate are cross-linked on the outer periphery of the rubber layer.

このように、本発明で得られる導電性ローラは、均一に低抵抗化出来、且つ低硬度であることから、感光体上を均一に帯電させなければならない帯電ローラに特に好適に用いることが出来る。   As described above, since the conductive roller obtained in the present invention can be uniformly reduced in resistance and has low hardness, it can be particularly suitably used for a charging roller that has to uniformly charge the photosensitive member. .

次に本発明について実施例より詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。なお、「部」は、質量部を示す。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited at all by these examples. In addition, "part" shows a mass part.

<エピクロロヒドリン系ゴムの調製>
エピクロロヒドリン系ゴムの調製は、表1に記載の単量体組成で、エチレンオキサイド、エピクロロヒドリン及びアリルグリシジルエーテルを用いて、一般の溶液重合法により、調製し、所望の組成比のものを得た。また、結晶性の異なるゴムの作製は、重合反応容器に設けられた器具(オートクレーブ)に備えられたヒートの温度反応容器により行い、それぞれ重合反応の進行をコントロールすることで、得た。
<Preparation of epichlorohydrin rubber>
The epichlorohydrin rubber was prepared by a general solution polymerization method using ethylene oxide, epichlorohydrin and allyl glycidyl ether with the monomer composition shown in Table 1, and the desired composition ratio. Got stuff. Further, rubbers having different crystallinities were produced by using a heat temperature reaction vessel provided in an apparatus (autoclave) provided in the polymerization reaction vessel, and controlling the progress of the polymerization reaction.

<ゴム組成物の調製>
以下の成分を密閉型混練機及びオープンロール機を用いて混練を行なうことにより未加硫のゴム組成物を得た。
<Preparation of rubber composition>
The following components were kneaded using a closed kneader and an open roll machine to obtain an unvulcanized rubber composition.

上記方法により得られたエピクロロヒドリン系ゴム(A乃至G) 100部
酸化亜鉛 5部
[商品名:酸化亜鉛2種 ハクスイテック株式会社製]
ステアリン酸 1部
[商品名:ステアリン酸S 花王株式会社製]
カーボンブラック 5部
[商品名:旭#15 旭カーボン株式会社製]
炭酸カルシウム 40部
[商品名:シルバーW 白石工業株式会社製]
可塑剤 5部
[セバシン酸系ポリエステル 商品名:ポリサイザーP−202 大日本インキ(株)社製]
イオン導電剤 2部
[第4級アンモニウム塩 商品名:KS−555 花王(株)社製]
ジベンゾチアジルジサルファイド 1部
[商品名:ノクセラーDM 大内新興化学株式会社製]
テトラメチルチウラムモノスルフィド 1部
[商品名:ノクセラーTS 大内新興化学株式会社製]
硫黄 1部
[商品名:サルファックス200S 鶴見化学株式会社製]
Epichlorohydrin rubber (A to G) obtained by the above method 100 parts Zinc oxide 5 parts [Product name: Zinc oxide 2 types, manufactured by Hakusuitec Co., Ltd.]
1 part of stearic acid [Product name: Stearic acid S manufactured by Kao Corporation]
Carbon black 5 parts [Product name: Asahi # 15 Asahi Carbon Co., Ltd.]
40 parts of calcium carbonate [Product name: Silver W Shiraishi Kogyo Co., Ltd.]
Plasticizer 5 parts [Sebacic acid polyester, trade name: Polycizer P-202, Dainippon Ink Co., Ltd.]
2 parts of ionic conductive agent [Quaternary ammonium salt, trade name: KS-555, manufactured by Kao Corporation]
Dibenzothiazyl disulfide 1 part [Product name: Noxeller DM Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.]
Tetramethylthiuram monosulfide 1 part [Product name: Noxeller TS manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.]
Sulfur 1 part [Brand name: Sulfax 200S Tsurumi Chemical Co., Ltd.]

<導電性ゴムローラ(単層ローラ)の作製>
押出し機を用いて上記未加硫ゴム組成物を押出すと同時に接着剤を塗布した、外径6mm長さ250mmの芯金を連続的にクロスヘッドダイを通過させることにより芯金上に未加硫ゴムを被覆した。その後、熱風炉にて180℃で1時間加熱することにより、架橋ゴム層を有する未研磨のゴムローラを作成した。さらに、両端部から10mm位置にカッター刃をいれて両端部のゴム層を剥離した。その後、研磨砥石GC80を取り付けた研磨機にセットし、研磨条件として回転速度2000rpm、送り速度500m/分で外径が外径9mmになるように研磨し、導電性ゴムローラ(1)(図1参照。)を作成した。
<Production of conductive rubber roller (single layer roller)>
Extruding the unvulcanized rubber composition using an extruder and simultaneously applying an adhesive with an outer diameter of 6 mm and a length of 250 mm passed through the crosshead die continuously on the core metal. Sulfur rubber was coated. Then, the unpolished rubber roller which has a crosslinked rubber layer was created by heating at 180 degreeC for 1 hour with a hot-air oven. Further, a cutter blade was inserted at a position 10 mm from both ends, and the rubber layers at both ends were peeled off. After that, it is set in a polishing machine equipped with a polishing grindstone GC80 and polished so that the outer diameter is 9 mm at a rotational speed of 2000 rpm and a feed speed of 500 m / min as polishing conditions, and a conductive rubber roller (1) (see FIG. 1). .)created.

<導電性ローラ(表層ウレタン層の2層帯電ローラ)の作製>
以下の成分を有する混合液をジルコニアビーズ(平均粒径0.5mm)を分散メディアとして、横型サンドミルを3回通して分散した。
<Production of conductive roller (two-layer charging roller with surface urethane layer)>
A mixed solution having the following components was dispersed by passing it through a horizontal sand mill three times using zirconia beads (average particle size 0.5 mm) as a dispersion medium.

ε−カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液 100部
(希釈溶剤:MEK(メチルエチルケトン)、固形分20質量%、水酸基価50)
導電性酸化スズ 20部
ε-Caprolactone-modified acrylic polyol solution 100 parts (Diluent: MEK (methyl ethyl ketone), solid content 20% by mass, hydroxyl value 50)
20 parts of conductive tin oxide

この分散液からビーズを瀘過分離し、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)をOH/NCO=1.0になるように添加して、表層用塗料を調製した。   The beads were filtered and separated from this dispersion, and hexamethylene diisocyanate (HDI) was added so that OH / NCO = 1.0 to prepare a surface coating composition.

ついで導電性ゴムローラ(1)の導電性弾性層の表面上に表層用塗料を浸漬コートした後、熱風循環乾燥機中、150℃で1時間乾燥した。乾燥後の表層(ウレタン層)の厚みは30μmであった。このようにして得られた導電性ローラを導電性ローラ(2)(表層ウレタン層の2層帯電ローラ;図2参照。)とした。   Next, the surface layer coating material was dip-coated on the surface of the conductive elastic layer of the conductive rubber roller (1), and then dried at 150 ° C. for 1 hour in a hot air circulating dryer. The thickness of the surface layer (urethane layer) after drying was 30 μm. The conductive roller thus obtained was used as a conductive roller (2) (a two-layer charging roller with a surface urethane layer; see FIG. 2).

<測定・評価>
測定した各物性及び評価については以下に示す方法で行った。
<Measurement / Evaluation>
About each measured physical property and evaluation, it carried out by the method shown below.

[エピクロロヒドリン系ゴム及び導電性架橋ゴム層の示差走査熱量測定(DSC)]
示差走査熱量測定機 DSC6200(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用い、下記の条件で昇温して得たピークの面積から、エピクロロヒドリン系ゴム及び導電性架橋ゴム層に係る熱量を算出した。
[Differential scanning calorimetry (DSC) of epichlorohydrin rubber and conductive crosslinked rubber layer]
Using a differential scanning calorimeter DSC6200 (manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.), the amount of heat related to the epichlorohydrin rubber and the conductive crosslinked rubber layer was determined from the peak area obtained by raising the temperature under the following conditions. Calculated.

温度範囲:−20℃以上150℃以下
昇温速度:10℃/分
Temperature range: -20 ° C to 150 ° C Temperature increase rate: 10 ° C / min

[未加硫ゴム組成物のムーニー粘度]
JIS K6300−1995の規定に従って、L形ロータを用い100℃にてムーニー粘度[ML1+4/100℃]を測定した。
[Mooney viscosity of unvulcanized rubber composition]
The Mooney viscosity [ML1 + 4/100 ° C.] was measured at 100 ° C. using an L-shaped rotor in accordance with JIS K6300-1995.

[硬度]
硬度は、JIS K−6253の規定に従って測定した。
[hardness]
Hardness was measured in accordance with JIS K-6253.

[圧縮永久歪み率]
圧縮永久歪み率は、JIS K−6262の大型試験片(直径29mm、厚さ12.5mm)を用い、70℃、25%圧縮の条件下で22時間放置後の圧縮永久歪み率を測定した。
[Compression set rate]
The compression set was measured using a large test piece (diameter 29 mm, thickness 12.5 mm) of JIS K-6262, and the compression set after standing for 22 hours at 70 ° C. and 25% compression.

[導電性ゴムローラ(1)の電気抵抗]
ローラ抵抗は、以下の通り、測定した。まず、導電性ゴムローラ(1)を23℃×53%RHの環境に12時間以上なじませた。その後、ローラの軸体に総圧1kgの荷重が掛かるように外径30mmのアルミニウム製のドラムに圧着した状態で、軸体とアルミドラムとの間に200Vの電圧を印加することによって測定した。
[Electric resistance of conductive rubber roller (1)]
The roller resistance was measured as follows. First, the conductive rubber roller (1) was conditioned in an environment of 23 ° C. × 53% RH for 12 hours or more. Thereafter, measurement was performed by applying a voltage of 200 V between the shaft body and the aluminum drum in a state where the roller body was pressure-bonded to an aluminum drum having an outer diameter of 30 mm so that a load of 1 kg was applied to the shaft body.

[画像評価]
上記方法で得られた導電性ゴムローラ(2)をプロセスカートリッジ(ローラ両端5N荷重でφ30mmの感光体に同軸上で圧接)の帯電ローラとして装着した。これを、電子写真装置(レーザーショットLBP−470(キヤノン株式会社製))に組込みこんで印字し、目視にて画像評価を行った。得られた画像が優秀なものは◎、若干のムラが見られるが実用可能なレベルのものは○、画像不良は×とした。
[Image evaluation]
The conductive rubber roller (2) obtained by the above method was mounted as a charging roller of a process cartridge (coaxially contacted with a photosensitive member having a diameter of 30 mm at both ends of the roller at a load of 5 N). This was incorporated into an electrophotographic apparatus (Laser Shot LBP-470 (manufactured by Canon Inc.)), printed, and image evaluation was performed visually. An excellent image was obtained as ◎, a slight unevenness was observed, but a practical level was indicated as ○, and an image defect was indicated as ×.

実施例1〜4は、以下の通りのエピクロロヒドリン系ゴム及び導電性架橋ゴム層等を有する導電性ゴムローラについての結果である。   Examples 1-4 are the result about the conductive rubber roller which has the following epichlorohydrin-type rubber | gum, a conductive crosslinked rubber layer, etc. As shown in FIG.

エピクロロヒドリン系ゴム: エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元重合体
エチレンオキサイド単位: 65モル%以上85モル%以下
エピクロロヒドリン系ゴムに係る熱量: 15mJ/mg以下
(示差走査熱量測定で0℃以上70℃以下の範囲で得られたピーク)
導電性ゴムローラの架橋ゴム層に係る熱量: 5mJ/mg以下
(示差走査熱量測定で−20℃以上150℃以下の範囲で得られたピークの熱量)
Epichlorohydrin rubber: Epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer Ethylene oxide unit: 65 mol% or more and 85 mol% or less Calorific value of epichlorohydrin rubber: 15 mJ / mg or less (differential Peak obtained by scanning calorimetry in the range of 0 ° C to 70 ° C)
Amount of heat related to the crosslinked rubber layer of the conductive rubber roller: 5 mJ / mg or less (peak amount of heat obtained in the range of −20 ° C. to 150 ° C. by differential scanning calorimetry)

実施例1〜3では硬度、電気特性ともに導電性ゴムローラとして優れた特性を示し、得られた画像についてもなんら問題なく良好であった。実施例4については実施例1〜3と比較すると、硬度が高く、電気特性も低下したため、得られた画像にも多少影響したが、十分実用可能なレベルであった。   In Examples 1 to 3, both hardness and electric characteristics were excellent as a conductive rubber roller, and the obtained images were satisfactory without any problems. Compared with Examples 1 to 3, Example 4 had a higher hardness and lower electrical characteristics, so the obtained image was somewhat affected, but at a sufficiently practical level.

実施例5は、以下の通りのエピクロロヒドリン系ゴム及び導電性架橋ゴム層等を有する導電性ゴムローラについての結果である。   Example 5 is a result about a conductive rubber roller having an epichlorohydrin rubber and a conductive cross-linked rubber layer as described below.

エピクロロヒドリン系ゴム: エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元重合体
エチレンオキサイド単位: 46モル%
エピクロロヒドリン系ゴムに係る熱量: 15mJ/mg以下
(示差走査熱量測定で0℃以上70℃以下の範囲で得られたピーク)
導電性ゴムローラの架橋ゴム層に係る熱量: 5mJ/mg以下
(示差走査熱量測定で−20℃以上150℃以下の範囲で得られたピークの熱量)
Epichlorohydrin rubber: Epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer Ethylene oxide unit: 46 mol%
Calorific value related to epichlorohydrin rubber: 15 mJ / mg or less (peak obtained in the range of 0 ° C. or more and 70 ° C. or less by differential scanning calorimetry)
Amount of heat related to the crosslinked rubber layer of the conductive rubber roller: 5 mJ / mg or less (peak amount of heat obtained in the range of −20 ° C. to 150 ° C. by differential scanning calorimetry)

実施例5ではエチレンオキサイド単位が少ないために実施例1〜5の中で最もローラ電流値が小さかったが、硬度は最も低く、かつ圧縮永久歪み性も良好であった。したがって組付けの対象となる画像形成装置のプロセス上、要求される電気特性を満たしていれば十分実用可能と思われる。   In Example 5, since the number of ethylene oxide units was small, the roller current value was the smallest among Examples 1 to 5, but the hardness was the lowest and the compression set was good. Therefore, it is considered that the image forming apparatus to be assembled is sufficiently practical if it satisfies the required electrical characteristics in the process.

比較例1及び2は、以下の通りのエピクロロヒドリン系ゴム及び導電性架橋ゴム層等を有する導電性ゴムローラについての結果である。   Comparative Examples 1 and 2 are the results for a conductive rubber roller having an epichlorohydrin rubber and a conductive crosslinked rubber layer as described below.

エピクロロヒドリン系ゴム: エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元重合体
エピクロロヒドリン系ゴムに係る熱量: 15mJ/mgを越える値
(示差走査熱量測定で0℃以上70℃以下の範囲で得られたピーク)
導電性ゴムローラの架橋ゴム層に係る熱量: 5mJ/mgを超える値
(示差走査熱量測定で−20℃以上150℃以下の範囲で得られたピークの熱量)
Epichlorohydrin-based rubber: Epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer Heat amount related to epichlorohydrin-based rubber: Value exceeding 15 mJ / mg (0 to 70 ° C. in differential scanning calorimetry Peak obtained in the range of
Amount of heat related to the crosslinked rubber layer of the conductive rubber roller: a value exceeding 5 mJ / mg (a peak amount of heat obtained in the range of −20 ° C. to 150 ° C. by differential scanning calorimetry)

比較例1及び2のいずれの場合も、硬度の上昇及び電気特性の低下が顕著に現れた。プロセスカートリッジに組付けて画像を印字しても良好な画像は得られず、実用性に乏しいものであった。   In both cases of Comparative Examples 1 and 2, an increase in hardness and a decrease in electrical characteristics appeared remarkably. Even if an image was printed by assembling it in the process cartridge, a good image could not be obtained, and the practicality was poor.

Figure 2006343717
Figure 2006343717

本発明の導電性ゴムローラの1つの実施の形態の断面を表す概略図を示す。The schematic showing the cross section of one Embodiment of the conductive rubber roller of this invention is shown. 本発明の導電性ゴムローラの1つの実施の形態の断面を表す概略図を示す。The schematic showing the cross section of one Embodiment of the conductive rubber roller of this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 導電性ゴムローラ
1a 導電性芯金
1b 導電性弾性体層(ヒドリンゴム層)
2 導電性ローラ
2a 導電性芯金
2b 導電性弾性体層(ヒドリンゴム層)
2c 表面層(ウレタン層)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive rubber roller 1a Conductive core 1b Conductive elastic body layer (hydrin rubber layer)
2 Conductive Roller 2a Conductive Core 2b Conductive Elastic Layer (Hydrin Rubber Layer)
2c Surface layer (urethane layer)

Claims (5)

導電性芯金と、該導電性芯金上に積層された、エピクロロヒドリン系ゴムを有する導電性架橋ゴム層とからなる導電性ゴムローラであって、
該エピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン−エチレンオキサイド共重合体及びエピクロロヒドリン−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からなる群から選択された少なくとも1つの共重合体であり、
該エピクロロヒドリン系ゴムのエチレンオキサイドの構成単位は、該エピクロロヒドリン系ゴムに対して40モル%以上90モル%以下であり、
該導電性架橋ゴム層について、示差走査熱量測定法(DSC)により測定して得た、−20℃以上150℃以下に現れるピークの示す熱量(エンタルピー:ΔH)は、5mJ/mg以下であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
A conductive rubber roller comprising a conductive core and a conductive cross-linked rubber layer having epichlorohydrin rubber laminated on the conductive core,
The epichlorohydrin rubber is at least one copolymer selected from the group consisting of epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer and epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer. Yes,
The ethylene oxide constituent unit of the epichlorohydrin rubber is 40 mol% or more and 90 mol% or less with respect to the epichlorohydrin rubber,
About this electroconductive crosslinked rubber layer, the calorie | heat amount (enthalpy: (DELTA) H) which the peak which appears in -20 degreeC or more and 150 degrees C or less obtained by differential scanning calorimetry (DSC) is 5 mJ / mg or less. Conductive rubber roller characterized by
前記エピクロロヒドリン系ゴムについて、示差走査熱量測定法(DSC)により測定して得た、0℃以上70℃以下に現れるピークの示す熱量(エンタルピー:ΔH)は、15mJ/mg以下である、請求項1に記載の導電性ゴムローラ。   About the epichlorohydrin rubber, the calorie (enthalpy: ΔH) indicated by the peak appearing at 0 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, obtained by measuring by differential scanning calorimetry (DSC), is 15 mJ / mg or less. The conductive rubber roller according to claim 1. 前記エピクロロヒドリン系ゴムについて、前記熱量は、12mJ/mg以下である、請求項2に記載の導電性ゴムローラ。   The conductive rubber roller according to claim 2, wherein the heat quantity of the epichlorohydrin rubber is 12 mJ / mg or less. 前記エピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン−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、
前記エチレンオキサイドの構成単位は、65モル%以上85モル%以下である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の導電性ゴムローラ。
The epichlorohydrin rubber is an epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer,
The conductive rubber roller according to any one of claims 1 to 3, wherein a constituent unit of the ethylene oxide is 65 mol% or more and 85 mol% or less.
当該導電性ゴムローラは、帯電ローラである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の導電性ゴムローラ。   The conductive rubber roller according to any one of claims 1 to 4, wherein the conductive rubber roller is a charging roller.
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