JP2008249860A - Ｏａ機器用導電性ロール用ゴム組成物およびそれを用いたｏａ機器用導電性ロール - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、低硬度性、低汚染性を満足するＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物およびそれを用いたＯＡ機器用導電性ロールを提供する。
【解決手段】下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物とする。そして、上記ゴム組成物を用いて形成されたＯＡ機器用導電性ロールとする。
（Ａ）ゴム。
（Ｂ）可塑剤。
（Ｃ）下記の特性（α）を有するゲル化剤。
（α）所定の温度で上記可塑剤（Ｂ）と溶解し、冷却により上記可塑剤（Ｂ）を取り込みゲル化する。
【選択図】なし

Description

本発明は、ＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物およびそれを用いたＯＡ機器用導電性ロールに関するものであり、詳しくは、主に、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等のＯＡ（オフィス・オートメイション：Office Automation ）機器の帯電ロールや現像ロール等の導電性ロールの材料として用いられるゴム組成物およびそれを用いたＯＡ機器用導電性ロールに関するものである。

一般に、帯電ロール、現像ロール等のＯＡ機器用導電性ロールに用いられるゴム組成物には、低硬度性が要求される。すなわち、帯電ロールでは、被帯電部材へ安定した帯電性を発現するため、均一なニップ性の確保が要求されるからであり、また、現像ロールでは、トナーへのストレス軽減が要求されるからである。また、これらのロールは、感光体に当接させた状態で使用されるため、感光体を汚染させることのないもの（低汚染性のもの）であることも要求される。

以上のような低硬度性、低汚染性を満足するため、従来から、上記ゴム組成物におけるポリマー，架橋剤，可塑剤，充填剤等の種類や量の適正化等による対応がなされている。なかでも、可塑剤は、低硬度性を高める際に有効であり、一般的に配合される材料であるが、その反面、ブリードしやすく（汚染を生じやすく）、そのため、上記可塑剤を使用する際には、各材料の分子構造の検討や、可塑剤の種類の検討（高分子量で、かつ分子量分布の狭い可塑剤の使用等）、ロールの積層構造の検討（可塑剤のブリードを防ぐバリア層を設ける等）といったことが行われている（特許文献１参照）。
特開２００３−２４１４６５公報

しかしながら、可塑剤の種類によってブリードを防止する際、炭化水素系可塑剤，パラフィン系可塑剤等の一般的な可塑剤では、高分子量化しても、どうしても低分子量のものができるため、これが原因でブリードが発生する。また、高分子量でかつ分子量分布の狭い可塑剤もあるが、このような可塑剤は、高コストである等の欠点がある。そのため、低コストで、低硬度性、低汚染性を満足するゴム組成物の提供が待たれる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低コストで、低硬度性、低汚染性を満足するＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物およびそれを用いたＯＡ機器用導電性ロールの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有することを特徴とするＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物を第１の要旨とする。
（Ａ）ゴム。
（Ｂ）可塑剤。
（Ｃ）下記の特性（α）を有するゲル化剤。
（α）所定の温度で上記可塑剤（Ｂ）と溶解し、冷却により上記可塑剤（Ｂ）を取り込みゲル化する。

また、本発明は、上記第１の要旨のゴム組成物を用いて形成されているＯＡ機器用導電性ロールを第２の要旨とする。

すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ね、その研究の過程で、ＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物において、可塑剤の使用により低硬度性を発現しつつ、他の材料の配合により、上記可塑剤を固定化することができれば、可塑剤のブリードを封じるのに有効ではないかと着想し、各種実験を重ねた。その結果、上記他の材料として、所定の温度に加熱することにより上記可塑剤と溶解し、冷却により上記可塑剤を取り込みゲル化するといった特性を示すゲル化剤（吸油性ポリマー）を用いたら有効であることを突き止めた。すなわち、上記特性を有するゲル化剤は、可塑剤とともに加熱することにより、自らの分子配列により網目構造を形成等して、冷却により上記可塑剤を取り込み、可塑剤を液体から固形（ゲル状）へと状態変化させることから、このゲル化剤により、可塑剤を見かけ上高分子量化することができ、可塑剤をゴム中に安定して保持させることができるようになる。そのため、低硬度性と低汚染性（耐ブリード性）とを両立させることができ、さらに、一般的な安価な可塑剤を使用することも可能であることから低コスト化も満足することのできる、ロール用組成物を提供することができる。

このように、本発明のＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物は、可塑剤とともに、上記可塑剤を取り込みゲル化するゲル化剤を含有するものである。そのため、低硬度性と低汚染性（耐ブリード性）とを両立させることができ、さらに、一般的な安価な可塑剤を使用することも可能であることから低コスト化も満足することができる。そして、帯電ロールや現像ロールのベースゴム層用材料として優れた性能を発揮することができる。

つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。

本発明のＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物は、先に述べたように、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するゴム組成物である。
（Ａ）ゴム。
（Ｂ）可塑剤。
（Ｃ）下記の特性（α）を有するゲル化剤。
（α）所定の温度で上記可塑剤（Ｂ）と溶解し、冷却により上記可塑剤（Ｂ）を取り込みゲル化する。

上記（Ａ）成分のゴムとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリノルボルネンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、シリコーンゴム、およびこれらの液状ゴム等があげられ、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。

上記（Ｂ）成分の可塑剤としては、特に限定はないが、好ましくは、ナフテン系オイル，パラフィン系オイル，アロマティック系オイル等の石油系可塑剤が用いられる。これら可塑剤は、単独であるいは二種以上併せて用いられる。

そして、上記（Ｂ）成分の可塑剤の含有割合は、上記（Ａ）成分のゴム１００重量部（以下、「部」と略す）に対して、１０〜４００部の範囲内に設定することが好ましく、特に好ましくは、５０〜３００部の範囲内である。すなわち、上記可塑剤の含有割合が１０部未満であると、ＯＡ機器用導電性ロールに好適な低硬度性が得られず、逆に、上記可塑剤の含有割合が４００部を超えると、コンパウンド中に可塑剤が完全に取り込まれ難くなるからである。

上記（Ａ）および（Ｂ）成分とともに用いられる、上記（Ｃ）成分のゲル化剤としては、所定の温度（７０〜１８０℃による加熱）で上記可塑剤（Ｂ）と溶解し、冷却により上記可塑剤（Ｂ）を取り込みゲル化するものが用いられる。上記ゲル化剤は、一般的に、低分子量型〔数平均分子量（Ｍｎ）が１００００未満〕、高分子量型〔数平均分子量（Ｍｎ）が１００００以上〕に分類される。そして、低分子量型のゲル化剤は、可塑剤とゴムとを溶解し、冷却することにより、上記ゲル化剤が配向し、ファンデルワールス力等で疑似架橋して、可塑剤を取り込みゲル化する。また、高分子量型のゲル化剤は、主鎖中に樹脂成分とブタジエン等のエラストマー成分が入っており、加熱すると溶解し、樹脂成分は溶けてゲル化剤全体を軟らかくし、かつブタジエン等のエラストマー成分が親油性が高いので、可塑剤がゲル化剤中に入っていってゲル化する。

上記低分子量型のゲル化剤としては、具体的には、アミノ酸系ゲル化剤、ヒドロキシステアリン酸系ゲル化剤、ロジン系ゲル化剤等があげられ、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。

また、上記高分子量型のゲル化剤としては、具体的には、ポリスチレン−ポリ（エチレン／プロピレン）ブロック（ＳＥＰ）、ポリスチレン−ポリ（エチレン／プロピレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＰＳ）、ポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）、ポリスチレン−ポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＥＰＳ）等のスチレン−オレフィン系ブロック共重合体等があげられ、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。

そして、上記低分子量型のゲル化剤は、可塑剤をゲル化し、その機能を発現するのに、比較的少量の使用で済むのに対し、高分子量型のゲル化剤は多量の添加が必要となる。このような観点から、上記（Ｃ）成分のゲル化剤として低分子量型ゲル化剤を使用する場合、可塑剤（Ｂ）１００部に対して、０．１２〜３５部の範囲内に設定することが好ましく、また、高分子量型ゲル化剤を使用する場合、可塑剤（Ｂ）１００部に対して、６．２５〜２５０部の範囲内に設定することが好ましい。

本発明のＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物は、このように、上記（Ａ）〜（Ｃ）の各成分を必須成分とするものであるが、必要に応じ、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、イオン導電剤（四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等）等の導電剤や、架橋剤、架橋促進剤、架橋助剤、加工助剤、充填剤、着色剤、発泡剤等が、適宜に添加される。

ところで、本発明のＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物は、例えば、上記（Ａ）〜（Ｃ）の各成分を配合し、必要に応じて他の添加剤も配合し、これらを７０〜１８０℃に加熱しながら、バンバリーミキサーやニーダー等のバッチ式混練機を用いて混練して、ゲル化剤（Ｃ）を可塑剤（Ｂ）と溶解させ、ついで、これを冷却した後、さらに、架橋剤、さらに必要に応じて他の添加剤を配合し、オープンロールにより混練することにより、調製される。

本発明のゴム組成物は、帯電ロール、現像ロール等のＯＡ機器用導電性ロールにおける各層の形成材料として用いられるものであり、特に、低硬度性が要求されるベースゴム層（基層）の材料として好ましく用いられる。そして、上記ゴム組成物を用いて形成された本発明のＯＡ機器用導電性ロールは、低硬度性に優れるとともに、可塑剤のブリードが抑制されることから低汚染性にも優れ、しかも、安価な可塑剤を使用してもこれらの性能が発揮されることから、低コスト化も達成することができる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

ＳＢＲ（旭化成社製、タフデン２０００Ｒ）１００部と、加工助剤（ルナックＳ３０、花王社製）１部と、架橋助剤（酸化亜鉛２種、三井金属鉱業社製）３部と、カーボンブラック（三菱化学社製、ダイアブラックＳＨ）５０部と、ナフテンオイル（出光石油化学社製、ダイアナプロセスＮＭ３００）８０部と、Ｎ−ラウロイル−Ｌ−グルタミン酸−α，γ−ビス−ｎ−ブチルアミド（低分子量型アミノ酸系ゲル化剤、ＧＰ−１、味の素社製）０．０２部とを配合して、１３０℃×１０分間加熱しながらニーダーにて加熱混練し、冷却後、加硫促進剤（ノクセラーＤＭ−Ｐ、大内新興化学社製）１．５部と、加硫剤（ノクセラーＴＲＡ、大内新興化学社製）０．６部と、硫黄（イオウ−ＰＴＣ、大都産業社製）０．５部とを更に加え、オープンロールを用いて混練することにより、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤の配合量を０．１部とした。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤の配合量を０．４部とした。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤の配合量を１部とした。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤の配合量を２８部とした。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）（合成高分子量型ゲル化剤、クラレ社製）を０．０５部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）（合成高分子量型ゲル化剤、クラレ社製）を５部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）（合成高分子量型ゲル化剤、クラレ社製）を１０部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）（合成高分子量型ゲル化剤、クラレ社製）を２０部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）（合成高分子量型ゲル化剤、クラレ社製）を２００部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ジベンジリデンソルビトール（低分子量型ゲル化剤、エーピーアイコーポレーション社製）を３部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、１，２−ヒドロキシステアリン酸（低分子量型ヒドロキシステアリン酸系ゲル化剤、伊藤製油社製）を３部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、アビエチン酸誘導体（低分子量型ロジン系ゲル化剤、荒川化学工業社製）を３部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ポリスチレン−ポリ（エチレン／プロピレン）ブロック（ＳＥＰ）（合成高分子量型ゲル化剤、クラレ社製）を３部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ポリスチレン−ポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＥＰＳ）（合成高分子量型ゲル化剤、クラレ社製）を３部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

実施例１に配合のゲル化剤に代えて、ポリスチレン−ポリ（エチレン／プロピレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＰＳ）（合成高分子量型ゲル化剤、クラレ社製）を３部配合した。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

〔比較例１〕
実施例１に配合のゲル化剤を不含とした。それ以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製した。

このようにして得られた実施例および比較例のゴム組成物を用い、下記の基準に従って、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表１および表２に併せて示した。

〔硬度〕
上記ゴム組成物を１６０℃×３０分間プレス成形することにより、直径２８ｍｍ×高さ１２ｍｍの円筒形状の成形体を作製した。そして、この成形体のタイプＡ硬度（ＪＩＳ−Ｋ−６２５３）を、従来法に従い測定した。なお、本発明に要求されるタイプＡ硬度は６０以下である。

〔耐ブリード性〕
厚み２．５ｍｍに分出し成形した上記ゴム組成物（未加硫ゴム）をプレス型（上型、下型）に挟み、１６０℃×３０分間プレス成形することにより、厚みが２ｍｍのサンプルシートを作製した。一方、直径９ｍｍの円筒状の穴の空いた金型に、直径６ｍｍの芯金をセットし、金型と芯金の間隙に上記ゴム組成物を圧入した後、金型両端を密閉し、１６０℃×３０分間加硫した。これを上記金型から脱型し、芯金の外周に単層のゴム層が形成されてなるロールも作製した。そして、上記作製のサンプルシートおよびロールを、０℃環境下に７日間放置し、その表面をマイクロスコープにより観察し、オイルのブリード発生の有無を目視評価した。すなわち、ブリードの全くみられないものを○、若干のブリードがみられたが、帯電ロールや現像ロールとして用いた場合に支障のない程度であったものを△、帯電ロールや現像ロールとして用いた場合に支障が出る程度のブリードがみられたものを×と評価した。

上記結果から、全実施例では、可塑剤（オイル）の高配合により低硬度化が達成されているとともに、その高配合の可塑剤のブリードが抑えられ、耐ブリード性にも優れることがわかる。さらに、全実施例で使用の可塑剤（ナフテンオイル）は、ごく一般的で安価なものであり、このような可塑剤を使用した場合であっても、低硬度性と耐ブリード性の両立がなされていることがわかる。これらのことから、帯電ロールや現像ロールといったＯＡ機器用導電性ロールに好適であることがわかる。

これに対して、比較例１は、可塑剤（オイル）の高配合により低硬度化が達成されているが、実施例のように上記可塑剤をゲル化する特定のゲル化剤が配合されてないため、可塑剤のブリードが生じた。そのため、帯電ロールや現像ロールといったＯＡ機器用導電性ロールに適用し難いことがわかる。

本発明のゴム組成物は、帯電ロール、現像ロール等のＯＡ機器用導電性ロールにおける各層の形成材料として用いられるものである。特に、低硬度性が要求されるベースゴム層の材料として有用である。

Claims (6)

1. 下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有することを特徴とするＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物。
   （Ａ）ゴム。
   （Ｂ）可塑剤。
   （Ｃ）下記の特性（α）を有するゲル化剤。
   （α）所定の温度で上記可塑剤（Ｂ）と溶解し、冷却により上記可塑剤（Ｂ）を取り込みゲル化する。
2. 上記（Ｃ）成分のゲル化剤が、アミノ酸系ゲル化剤、ヒドロキシステアリン酸系ゲル化剤およびロジン系ゲル化剤からなる群から選ばれた少なくとも１つである請求項１記載のＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物。
3. 上記（Ｃ）成分のゲル化剤が、ポリスチレン−ポリ（エチレン／プロピレン）ブロック（ＳＥＰ）、ポリスチレン−ポリ（エチレン／プロピレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＰＳ）、ポリスチレン−ポリ（エチレン／ブチレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）およびポリスチレン−ポリ（エチレン−エチレン／プロピレン）ブロック−ポリスチレン（ＳＥＥＰＳ）からなる群から選ばれた少なくとも１種のスチレン−オレフィン系ブロック共重合体である請求項１記載のＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物。
4. 上記（Ｂ）成分の可塑剤が、パラフィン系オイル、ナフテン系オイルおよびアロマティック系オイルからなる群から選ばれた少なくとも１つである請求項１〜３のいずれか一項に記載のＯＡ機器用導電性ロール用ゴム組成物。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のゴム組成物を用いて形成されていることを特徴とするＯＡ機器用導電性ロール。
6. 帯電ロールまたは現像ロールに用いられる請求項５記載のＯＡ機器用導電性ロール。