JP2006343723A - 導電性ゴムローラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性芯材上にゴム層が設けられている導電性ゴムローラであって、該ゴム層のゴム組成物のゴム成分が少なくとも極性ゴムとエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体とを含有し、
該エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体の示差走査熱量計で測定された融解ピーク温度が20〜30℃、融解エンタルピー変化ΔHが40〜70mJ/mgであり、かつ該エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体中のアリルグリシジルエーテルの共重合比率が10mol%超過20mol%以下である導電性ゴムローラ。
【選択図】なし
Description
該エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体の示差走査熱量計で測定された融解ピーク温度が20〜30℃、融解エンタルピー変化ΔHが40〜70mJ/mgであり、
かつ該エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体中のアリルグリシジルエーテルの共重合比率が10mol%超過20mol%以下であることを特徴とする導電性ゴムローラが提供される。
・エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率(mol%)=87:1:12 数平均分子量 6万;商品名:ゼオスパン8010 日本ゼオン(株)製]
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率(mol%)=94:2:4 数平均分子量 8万;試作品]
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率(mol%)=77:0.5:22.5 数平均分子量 7万;試作品]
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率(mol%)=74:12:14 数平均分子量 7万;試作品]
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率(mol%)=89:0.5:10.5 数平均分子量 7万;試作品]
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率(mol%)=87:4:9 数平均分子量 8万;試作品]
[エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率(mol%)=90:4:6 数平均分子量 8万;商品名:ゼオスパン8030 日本ゼオン(株)製]
・アクリロニトリルブタジエンゴム
[アクリロニトリル含量18質量%;商品名:Nipol DN401L 日本ゼオン(株)製]
・エピクロルヒドリン系ゴム
[エチレンオキサイド含量56mol%;商品名:ゼクロン3106 日本ゼオン(株)製]
・イオン導電剤
[第4級アンモニウム塩(EO付加型第4級アンモニウム塩);商品名:KS−555 花王(株)製]
・カーボンブラック
[カーボンブラック(A):沃素吸着量14mg/g DBP吸油量29ml/100g;商品名:旭#8 旭カーボン(株)製]
[カーボンブラック(B):沃素吸着量23mg/g DBP吸油量51ml/100g;商品名:旭#35 旭カーボン(株)製]
[カーボンブラック(C):沃素吸着量25mg/g DBP吸油量87ml/100g;商品名:旭#55 旭カーボン(株)製]
・充填材
[炭酸カルシウム;商品名:スーパー3S 丸尾カルシウム(株)製]
・加硫剤
[イオウ(S);商品名:サルファックスPMC 鶴見化学工業(株)製]
・加硫促進剤
[ジベンゾチアジルジスルフィド(DM);商品名:ノクセラーDM 大内新興化学工業(株)製]
[テトラエチルチウラムジスルフィド(TET);商品名:ノクセラーTET 大内新興化学工業(株)製]
・加硫促進助剤
[酸化亜鉛;商品名:酸化亜鉛2種 ハクスイテック(株)製]
[ステアリン酸;商品名:ルナックS20 花王(株)製]
・発泡剤
[アゾジカルボンアミド;商品名:ビニホールAC#LQ 永和化成(株)製]
・発泡助剤
[尿素;商品名:セルペーストA 永和化成(株)製]
示差走査熱量計(EXSTAR6000 DSC;セイコーインスツル(株)社製)を用い、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体約10mgを−100℃〜100℃の温度領域で昇温(昇温速度10℃/min)させ、この操作を2度繰り返した際の2回目の融解ピークよりエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体の融解ピーク温度及び融解エンタルピー変化ΔH(mJ/mg)を算出した。
作製した導電性ゴムローラの導電性軸体の両側に軸体に片側4.9Nの荷重が両方に掛かるようにして、導電性ゴムローラを外径30mmのアルミニウム製のドラムに圧着し、0.5Hzで回転させた状態で、導電性軸体とアルミニウムドラムとの間に1000Vの電圧を印加して10℃/15%RH(L/L)、23℃/55%RH(N/N)及び35℃/95%RH(H/H)の環境下で電流値を測定し、オームの法則により抵抗値を算出した。また、測定したL/Lの抵抗値をH/Hの抵抗値で除し、対数変換したものを環境変動桁とした。本実施例及び比較例においては、抵抗値の環境変動桁は以下の評価基準に基づき評価した。
◎:環境変動桁≦1.3(環境依存性極小)
○:1.3<環境変動桁≦1.8(環境依存性小)
△:1.8<環境変動桁≦2.0(環境依存性中)
×:2.0<環境変動桁(環境依存性大)
はじめに、上記ローラ抵抗測定方法により、23℃/55%RH(N/N)環境下における導電性ゴムローラの抵抗値を測定し、耐久試験前ローラ抵抗とした。次に、導電性ゴムローラを50℃の環境下に置き、導電性軸体に片側4.9Nの荷重が両方に掛かるようにして外径30mmのアルミニウム製のドラムに圧着し、0.2Hzで回転させた状態で、導電性軸体とアルミニウムドラムとの間に25時間、80μAの定電流を印加し続けた。その後、23℃/55%RH(N/N)環境下で再びローラ抵抗を測定し、耐久試験後ローラ抵抗を求めた。ここで耐久試験後の抵抗値を耐久試験前抵抗値で除し、対数変換したものを耐久変動桁とした。これが小さいほど、導電性ゴムローラの通電耐久性が良いといえる。本実施例及び比較例においては、通電耐久性は以下の評価基準に基づき評価した。
○:耐久変動桁≦0.35(耐久性良好)
×:0.35<耐久変動桁(耐久性劣)
作製した導電性ゴムローラの導電性軸体の両側に軸体に片側4.9Nの荷重が両方に掛かるようにして、導電性ゴムローラを外径30mmのアルミニウム製のドラムに圧着し、0.5Hzで回転させた状態で、導電性軸体とアルミニウムドラムとの間に1000Vの電圧を印加して23℃/55%RH(N/N)の環境下で電流値を測定し、オームの法則により抵抗値を算出した。本実施例及び比較例においては、抵抗値の低減効果をエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体を含有しないNBR単独配合である比較例1−6との比較により評価した。
○:抵抗変動桁≦−1.0(低減効果大)
×:−1.0<抵抗変動桁(低減効果小)
ゴムローラをヒューレットパッカード製のレーザープリンターレーザージェット4000Nに使用される電子写真感光体に接触させ、導電性軸体の両端に1000gの荷重を加え、40℃で95%RHの環境下に一日放置した。放置後、荷重を外し、顕微鏡により電子写真感光体の付着物を調べた後、使用した電子写真感光体を該カートリッジに組み込み、ベタ黒で30枚印字し、得られた画像を目視にて評価した。電子写真感光体に付着物が無く、得られた画像も良好なものを○、電子写真感光体に僅かではあるが付着物があるが、得られた画像が実用可能なものを△とした。電子写真感光体に付着物があり、得られた画像が実用不可のものを×とした。
作製した導電性ゴムローラの導電性軸体の両側に軸体に片側4.9Nの荷重が両方に掛かるようにして、導電性ゴムローラを外径30mmのアルミニウム製のドラムに圧着し、0.5Hzで回転させた状態で、導電性軸体とアルミニウムドラムとの間に1000Vの電圧を印加して抵抗値の最大値と最小値の差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≦1.1(ローラ電気抵抗ムラ極小)
△:1.1<測定値≦1.2(ローラ電気抵抗ムラ小)
×:1.2≦測定値(ローラ電気抵抗ムラ大)
実施例1−1及び比較例1−1〜1−5より、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体は、本発明の要件の範囲内が適していることがわかる。すなわち、融解ピーク温度、融解エンタルピー変化ΔHが本発明の範囲より大きく、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が本発明の範囲より小さい比較例1−1は、エチレンオキサイドの結晶性が高く抵抗値低減効果が小さく、またアリルグリシジルエーテルの共重合比率が小さいため、環境依存性、感光体汚染性が劣る。また、融解ピーク温度、融解エンタルピー変化ΔHが本発明範囲より小さく、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が本発明範囲より大きい比較例1−2は、アリルグリシジルエーテルによる架橋点が多いため、環境依存性、感光体汚染性は良好なものの、抵抗値低減効果が小さい。更に、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が本発明の範囲内であっても、融解ピーク温度、融解エンタルピー変化ΔHが本発明の範囲より小さい比較例1−3は、環境依存性、抵抗値低減効果ともに十分ではない。融解ピーク温度、融解エンタルピー変化ΔHが本発明の範囲より大きい比較例1−4は、抵抗値低減効果が十分ではない。また、融解ピーク温度、融解エンタルピー変化ΔHが本発明の範囲内であっても、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が本発明の範囲外である比較例1−5は、環境依存性、感光体汚染性が劣る。
実施例2−1〜2−4より、本発明で用いるエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体の配合量は5〜20質量部が好ましいことがわかる。すなわち、配合量20質量部を超える実施例2−4では得られる導電性ゴムローラの環境依存性が大きくなることがわかる。
実施例3−1及び比較例3−1より、本発明で用いるゴム組成物は、イオン導電剤を含有することがより好ましいことがわかる。実施例3−1は、実施例1−1にイオン導電剤を1質量部配合したものであるが、実施例1−1の良好な環境依存性を保持したまま、抵抗値をより効果的に低減していることがわかり、また、感光体汚染の問題も見られない。それに対し、本発明の範囲外のエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体を用いたゴム組成物にイオン導電剤を1質量部配合した比較例3−1の場合、抵抗値低減効果は十分ではない上に、環境依存性も大きく、更に感光体汚染を生じてしまう。
実施例4−1〜実施例4−5より、本発明に用いるゴム組成物には、充填材としてカーボンブラックのみを用いることが好ましく、前記カーボンブラックとしては沃素吸着量5〜30mg/g、かつジブチルフタレート(DBP)吸油量55ml/100g以下のカーボンブラックをゴム成分の総量を100質量部としたときに、5〜70質量部含有することがより好ましいことがわかる。
Claims (7)
- 導電性芯材上にゴム層が設けられている導電性ゴムローラであって、
該ゴム層のゴム組成物のゴム成分が少なくとも極性ゴムとエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体とを含有し、
該エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体の示差走査熱量計で測定された融解ピーク温度が20〜30℃、融解エンタルピー変化ΔHが40〜70mJ/mgであり、
かつ該エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体中のアリルグリシジルエーテルの共重合比率が10mol%超過20mol%以下であることを特徴とする導電性ゴムローラ。 - 前記エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体中のプロピレンオキサイド、アリルグリシジルエーテルの共重合比率をa、b(mol%)としたとき10<a+b≦30(10<b≦20)である請求項1に記載の導電性ゴムローラ。
- 前記ゴム成分100質量部に対し、イオン導電剤を0.1〜10質量部含有するゴム組成物によって形成された請求項1又は2に記載の導電性ゴムローラ。
- 前記ゴム組成物のゴム成分の総量を100質量部としたときに、充填材として沃素吸着量5〜30mg/g、かつジブチルフタレート(DBP)吸油量55ml/100g以下のカーボンブラックを5〜70質量部含有してなるゴム組成物からなる請求項1〜3のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
- 前記ゴム組成物のゴム成分の総量を100質量部としたときに、上記エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体の配合量が5〜20質量部である請求項1〜4のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
- 前記極性ゴムが、アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムのいずれか一方又は両方である請求項1〜5のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
- 電子写真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導電性ゴムローラにおいて、該導電性ゴムローラが電子写真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1〜6のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
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