JP2016157014A - 導電性ロール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができる導電性ロールを提供する。【解決手段】芯体１０と、芯体１０の周囲に設けられた導電性弾性層１１と、を具備する導電性ロールであって、導電性弾性層１１は、ＮＢＲ及びＥＣＯを含有するブレンドゴム基材を、過酸化物加硫剤で加硫してなり、ＮＢＲは、アクリロニトリルの含有量が２５質量％未満の低ニトリルタイプであり、ＮＢＲ及びＥＣＯの質量比は、式（１）ＮＢＲ：ＥＣＯ＝４０：６０〜７５：２５ ・・(１)の関係を満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、導電性ロール及びその製造方法に関する。

従来、電子写真式複写機及びプリンター、又はトナージェット式複写機及びプリンター等の画像形成装置には、種々の導電性ロールが搭載されている。導電性ロールとしては、例えば、以下の文献に開示されている現像ロールがある（特許文献１参照）。

この種の導電性ロールは、芯体と、該芯体の周囲に設けられた導電性弾性層と、を具備して構成されている。導電性ロールには、導電性弾性層の電気抵抗値が過度に高くないこと（所望の導電性を有すること）や、導電性弾性層の圧縮変形後の回復力が大きいこと（低圧縮永久歪みであること）等、種々の特性が要求される。

特開２０１０−１６０２８５号公報

しかしながら、従来の導電性ロールのみでは、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができる導電性ロールを提供するのが困難である問題があった。例えば、低抵抗のポリマーは一般に高価であるので、所望の導電性を得るために低抵抗のポリマーを単独でゴム基材として用いる場合、製品単価を抑えるのが難しくなる。一方、複数のポリマーを混合したブレンドポリマーをゴム基材として用いる場合、ポリマーを単独でゴム基材として用いた場合に比べ、得られる導電性弾性層の圧縮永久歪み特性が悪化する傾向がある。

このような問題は、現像ロールに限られず、画像形成装置に搭載される他の導電性ロール（帯電ロール、転写ロール及びトナー供給ロール等）にも存在する。また、画像形成装置に搭載される導電性ロールに限られず、金融端末機器のカード取り込み口等に配される導電性ロール（クリーニングロール等）にも存在する。

本発明は、このような事情に鑑み、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができる導電性ロール及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の態様は、芯体と、前記芯体の周囲に設けられた導電性弾性層と、を具備する導電性ロールであって、前記導電性弾性層は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）及びエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）を含有するブレンドゴム基材を、過酸化物加硫剤で加硫してなり、前記ＮＢＲは、アクリロニトリルの含有量が２５質量％未満の低ニトリルタイプであり、前記ＮＢＲ及び前記ＥＣＯの質量比は、下記式（１）
ＮＢＲ：ＥＣＯ＝４０：６０〜７５：２５ ・・(１)
の関係を満たすことを特徴とする導電性ロールにある。

また、前記過酸化物加硫剤の含有量は、前記ブレンドゴム基材を１００質量部としたときに、２〜６質量部であることが好ましい。

また、画像形成装置の現像ロールとして用いられることが好ましい。

また、前記導電性弾性層の圧縮永久歪みが３．７％以下であり、かつ該導電性弾性層の電気抵抗値が１×１０^６〜３×１０^７Ωであることが好ましい。

上記の課題を解決する本発明の他の態様は、芯体の周囲に導電性弾性層を具備する導電性ロールの製造方法であって、前記導電性弾性層は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）及びエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）を含有し、前記ＮＢＲとして、アクリロニトリルの含有量が２５質量％未満の低ニトリルタイプのものを用い、前記ＮＢＲ及び前記ＥＣＯの質量比が、下記式（１）
ＮＢＲ：ＥＣＯ＝４０：６０〜７５：２５ ・・(１)
の関係を満たすブレンドゴム基材を、過酸化物加硫剤で加硫することを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。

本発明の導電性ロール及びその製造方法によれば、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができる。

実施形態１に係る導電性ロールを搭載した画像形成装置の概略図。 実施形態１に係る導電性ロールの構成例を示す図。 実施形態１に係る導電性ロールの変形例を示す図。 電気抵抗値の測定方法を説明する図。 実施例での試験結果を説明する図。 実施例での試験結果を説明する図。 比較例での試験結果を説明する図。 実施例及び比較例での試験結果を説明する図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係る導電性ロールが搭載された画像形成装置の構成例を示す概略図である。画像形成装置１では、本実施形態に係る導電性ロールが現像ロール２として使用されている。

図１に示す画像形成装置１は、感光体３を帯電させる帯電部（帯電ロール４等）と、帯電した感光体３を露光することで潜像を形成する露光部と、トナーボックス５内のトナーを摩擦帯電させるとともに感光体３に搬送する現像部（現像ロール２、現像ブレード６やトナー供給ロール等）と、感光体３に搬送されたトナーを紙面上に引き付ける転写部（転写ロール７や転写ベルト等）と、感光体３上の余分なトナーを廃トナーボックス８に掻き取る清掃部（クリーニングブレード９等）と、を具備して構成されている。

現像ロール２には、トナーの移動制御等のために所望の導電性が必要となる。また、現像ロール２は、感光体３や現像ブレード６等との間で圧接状態にあるため、現像ロール２の導電性弾性層に圧縮永久歪みが生じると、帯電特性等に差が生じ、印刷画像の質が低下しやすくなる。一方、本実施形態に係る導電性ロールは、後述のように、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができる。従って、本実施形態に係る導電性ロールを現像ロール２として搭載することで、各種特性（印刷特性等）に優れ、しかも材料コストを抑えることができる画像形成装置１となる。

現像ロール２は、感光体３及びトナーボックス５等とともに、画像形成装置１の筐体に着脱自在な一体型のカートリッジとして構成される場合がある。この場合にも、本実施形態に係る導電性ロールを現像ロール２として搭載することで、各種特性（印刷特性等）に優れ、しかも材料コストを抑えることができるカートリッジとなる。

ここでは本実施形態に係る導電性ロールを現像ロール２として使用した例を説明しているが、本発明の導電性ロールは、現像ロール２に限定されない。本発明は、現像ロール２以外に、画像形成装置に搭載される他の導電性ロール（例えば、帯電ロール４、転写ロール７やトナー供給ロール等）にも適用できる。また、本発明は、画像形成装置に搭載される導電性ロールに限られず、金融端末機・発券販売機のカード取り込み口等に配される導電性ロール（クリーニングロール等）にも適用できる。

図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る導電性ロールの構成例を示す図である。図２（ａ）は、導電性ロールの斜視図である。図２（ｂ）は、導電性ロールを軸芯方向と交わる方向に沿って切断したときの断面図である。図２（ｃ）は、導電性ロールを軸芯方向に沿って切断したときの断面図である。

図示するように、本実施形態に係る導電性ロールは、芯体１０と、芯体１０の周囲に設けられた導電性弾性層１１と、を具備している。導電性弾性層１１は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）及びエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）を含有するゴム基材（以下、特に「ブレンドゴム基材」と称することがある。）を、過酸化物加硫剤で加硫したものである。そして、上記のＮＢＲは、アクリロニトリルの含有量が２５質量％未満の低ニトリルタイプであり、ＮＢＲ及びＥＣＯの質量比は、下記式（１）の関係を満たしている。
［式１］
ＮＢＲ：ＥＣＯ＝４０：６０〜７５：２５ ・・(１)

芯体１０は、導電性ロールの回転軸となる軸である。芯体１０の構成材料は、本発明の範囲で限定されず、金属材料であってもよいし樹脂材料であってもよい。芯体１０の形状も、本発明の範囲内であれば限定されない。芯体１０は、中空であってもよいし、中空でなくてもよい。

導電性弾性層１１は、芯体１０の周囲に設けられる導電性の弾性体である。各種の画像形成装置において、現像ロール、転写ロール及びトナー供給ロール等には、トナーの移動制御等のために所望の導電性が必要となる。また、帯電ロール等には、感光体の帯電制御等のために所望の導電性が必要となる。更に、各種の金融端末機器において、クリーニングロール等には、被搬送物に付着したゴミの転写等のために所望の導電性が必要となる。何れの導電性ロールの用途においても、導電性弾性層には、所望の導電性を有すること（電気抵抗値が過度に高くないこと；例えば中抵抗であること）が求められる。

その上、近年、導電性ロールを搭載する装置・カートリッジ等のコンパクト化や高性能化が望まれている。何れの導電性ロールの用途においても、圧縮変形後の回復力に優れること（低圧縮永久歪みであること）が求められる。

そこで、本実施形態では、低ニトリルタイプのニトリルゴム（ＮＢＲ）及びエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）を含有するブレンドゴム基材を、過酸化物加硫剤で加硫して、導電性弾性層１１を構成した。ＮＢＲは、この種のゴム基材に用いられるポリマーの中で、高抵抗であるが安価である。一方、ＥＣＯは、ＮＢＲに比べて高価であるが低抵抗である。本実施形態に係る導電性弾性層１１のブレンドゴム基材は、このようなＮＢＲ及びＥＣＯをブレンドして構成されている。

従来、複数のポリマーを混合したブレンドポリマーをゴム基材として用いる場合、圧縮永久歪み特性が悪化する傾向があった。このような傾向に対し、本実施形態では、所定の質量比でブレンドしたＮＢＲ及びＥＣＯに、更に過酸化物加硫剤を配合することで、ブレンドポリマーをゴム基材として用いるにも関わらず低圧縮永久歪みである導電性弾性層１１を実現した。従来一般の導電性弾性層は硫黄加硫系であるが、本実施形態に係る導電性弾性層１１は過酸化物加硫系である。

つまり、本実施形態は以下の知見に基づいている。すなわち、本実施形態では、高抵抗であるが安価なポリマー（ＮＢＲ）のなかでも、所定のニトリル含有量を有するＮＢＲをゴム基材として用い、このゴム基材に低抵抗のポリマー（ＥＣＯ）を所定割合配合することで、導電性弾性層１１の電気抵抗値を中抵抗に抑え込んでいる。そして、このブレンドゴム基材に過酸化物加硫剤を更に配合して加硫することで、従来一般の硫黄加硫系のブレンドポリマーでは達成できない程に、低圧縮永久歪みである導電性弾性層１１を実現した。しかも、本実施形態は、高価な低抵抗ポリマーを単独で用いる場合に比べ、材料コストを抑えることができる。

ちなみに、導電性付与剤（カーボンブラック）の添加によって弾性体の導電性を調節する場合がある。ただ、カーボンブラックは、特にゴム基材の中抵抗領域において、添加量に対する抵抗値の増減の割合が比較的大きい。このため、カーボンブラックのみでは、弾性体の電気抵抗値を調整すること、ひいては、電気抵抗値を中抵抗に抑え込むことが難しい。これに対し、本実施形態には、ＮＢＲ及びＥＣＯの質量比の調整により、導電性弾性層１１の電気抵抗値を容易に調整でき、電気抵抗値を容易に中抵抗に抑え込むことができる。

導電性弾性層１１の電気抵抗値は、過酸化物加硫剤の配合に起因して上昇する可能性がある。しかし、本実施形態では、上記のＮＢＲの種類（ニトリルタイプ）、かつ上記のＮＢＲ及びＥＣＯの質量比の範囲が、かかる上昇分を考慮して設定されている。過酸化物加硫剤の配合に起因する電気抵抗値の上昇分が小さい場合は勿論、電気抵抗値の上昇分が大きい場合であっても、上記のＮＢＲの種類（ニトリルタイプ）、かつ上記のＮＢＲ及びＥＣＯの質量比の範囲を選択することで、導電性弾性層１１の電気抵抗値を中抵抗に抑え込むことができる。

ＮＢＲ及びＥＣＯの質量比は、上記式（１）の関係を満たしている。この関係を満たすことが、過酸化物加硫系の導電性弾性層を具備する本実施形態において、過酸化物加硫剤の影響を受けるとしても、導電性弾性層の電気抵抗値を中抵抗に抑え込むことができる要因のひとつとなっている。所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができるように、上記式（１）の関係が設定されている。

ＮＢＲの割合が多すぎると（ＥＣＯの割合が少なすぎると）、導電性ロールを所定の用途（例えば現像ロール）に使用できないほどに導電性弾性層の電気抵抗値が高くなる。一方、ＮＢＲの割合が少なすぎると（ＥＣＯの割合が多すぎると）、低抵抗であるポリマーを単独で使用する場合と比べても低コスト性でのメリットが極めて小さくなる。

ＮＢＲは、アクリロニトリルと１，３−ブタジエンとの共重合体である。ＮＢＲは、アクリロニトリルの含有量により、一般に、低ニトリルタイプ（アクリロニトリル含有量２５質量％未満）と、中ニトリルタイプ（アクリロニトリル含有量２５質量％以上３５質量％以下）と、高ニトリルタイプ（アクリロニトリル含有量３５質量％超）と、の３種に分別される。

本実施形態で使用するＮＢＲは、低ニトリルタイプである。上記式（１）の関係を満たすＮＢＲが低ニトリルタイプのＮＢＲでなければ、低圧縮永久歪みの導電性弾性層１１を実現できない。本実施形態で使用するＮＢＲの全てが低ニトリルタイプであれば、低圧縮永久歪みの導電性弾性層１１を更に実現しやすくなる。

ただし、本発明の範囲内において、低ニトリルタイプのＮＢＲに、中ニトリルタイプのＮＢＲや高ニトリルタイプのＮＢＲの少量を混合してもよい。このとき、低ニトリルタイプのＮＢＲよりも安価なＮＢＲを混合すれば、材料コストを抑えることができる。尚、このような中ニトリルタイプのＮＢＲや高ニトリルタイプは、上記式（１）のＮＢＲには含まれない。

ＮＢＲは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。ＮＢＲは市販品を用いてもよい。例えば、低ニトリルタイプのＮＢＲとして、日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ ４０１、Ｎｉｐｏｌ ４０１ＬＬ、Ｎｉｐｏｌ ＤＮ４０１Ｌ、ＪＳＲ（株）製のＪＳＲ Ｎ２５０Ｓ、Ｎ２６０Ｓ、Ｎ２５０ＳＬ等の商品名で市販されているものが挙げられる。

ＥＣＯは、エピクロロヒドリンとエチレンオキシドとの共重合体である。ＣＥＯは、ＮＢＲに比べて高価であるが低抵抗である。上記のように、高抵抗であるが安価なポリマー（ＮＢＲ）をゴム基材として用い、このゴム基材に低抵抗のポリマー（ＥＣＯ）を所定割合配合することで、導電性弾性層１１の電気抵抗値を中抵抗に抑え込んでいる。

ＥＣＯは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。ＥＣＯは市販品を用いてもよい。例えば、ＥＣＯとして、ダイソー（株）製のエピオン３０１、エピクロマーＣＧ、エピクロマーＤＧ、日本ゼオン（株）製のＨｙｄｒｉｎ３１０６、Ｈｙｄｒｉｎ３１０８等の商品名で市販されているものが挙げられる。

ブレンドゴム基材には、本発明の範囲で、ＮＢＲ及びＥＣＯ以外に、他のポリマーを混合してもよい。他のポリマーとしては、ポリウレタン、スチレンゴム、クロロプレンゴム等が挙げられるが、前記の例に限定されない。他のポリマーを混合する場合であっても、ブレンドゴム基材の９０質量％以上がＮＢＲ及びＥＣＯであることが好ましい。勿論、ＮＢＲ及びＥＣＯのみからブレンドゴム基材を構成してもよい。

過酸化物加硫剤は、ブレンドゴム基材の架橋反応を促進するための有機過酸化物加硫剤である。過酸化物加硫剤の種類は限定されない。過酸化物加硫剤としては、例えば、ジブチルパーオキサイド、第三ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジヘキシン−３、１，３−ビス（第三ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ビス（第三ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（第三ブチルパーオキシ）バレレート、第三ブチルパーオキシベンゾエート、第三ブチルパーオキシイソプロピルカルボナート、ジクミルパーオキサイド等が挙げられる。

過酸化物加硫剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。過酸化物加硫剤は市販品を用いてもよい。例えば、過酸化物加硫剤として、日本油脂化学（株）製のパークミルＤ−４０、パーブチルＰ−４０等の商品名で市販されているものが挙げられる。

過酸化物加硫剤の含有量は、ブレンドゴム基材を１００質量部としたときに、２〜６質量部であることが好ましい。過酸化物加硫剤の含有量が少な過ぎると、導電性弾性層の電気抵抗値が高くなりやすい。また、過酸化物加硫剤の含有量が少な過ぎると、導電性ロールの用途等に応じた必要な機械的強度が得られ難くなる。一方、過酸化物加硫剤の含有量が多過ぎると、導電性弾性層の耐久性が低下しやすくなる。また、過酸化物加硫剤の含有量が多過ぎると、導電性弾性層の硬度が高くなりやすい。導電性ロールの用途等によっては、導電性弾性層の硬度が高くなると、被搬送物の搬送性が低下しやすくなる。

このような導電性弾性層の電気抵抗値や硬度は、過酸化物加硫剤の配合割合だけではなく、過酸化物加硫剤の種類によっても変化する。一方、何れの過酸化物加硫剤の種類であっても、上記の含有量（２〜６質量部）であれば、電気抵抗値や硬度が高くなり過ぎることを回避できる。

上記のように、導電性弾性層１１の電気抵抗値は、過酸化物加硫剤の配合に起因して上昇する可能性がある。この上昇分も、用いる過酸化物加硫剤の種類によって異なる。従って、用いる過酸化物加硫剤の種類に応じて、上記の過酸化物加硫剤の含有量（２〜６質量部）から、より好ましい値を適宜選択できる。

以上説明したブレンドゴム基材や過酸化物加硫剤には、必要に応じて他の材料を混合してもよい。他の材料としては、限定されないが、加工助剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、カーボンブラック、炭酸カルシウムＣａＣＯ_３等が挙げられる。これらの他の材料は市販品を用いてもよい。

例えば、ブレンドゴム基材や過酸化物加硫剤には、各種の加工特性（ゴム練り加工特性等）の改善のため、必要に応じて、加工助剤を添加することができる。一例として、ブレンドゴム基材や過酸化物加硫剤には、加工助剤の一つである内部離型剤（例えば、脂肪酸を含む内部離型剤）を必要に応じて添加することができる。このような加工助剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。また、加硫促進助剤として、酸化亜鉛を添加することもできる。

また、ブレンドゴム基材や過酸化物加硫剤には、導電性弾性層１１の老化を防止するため、必要に応じて、酸化防止剤を添加することができる。一例として、ブレンドゴム基材や過酸化物加硫剤には、フェノール系酸化防止剤を添加することができる。このような酸化防止剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。また、導電性弾性層１１の導電性を調整するため、必要に応じて、カーボンブラックを添加することもできる。カーボンブラックは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。

これらの他の材料の含有量は、ブレンドゴム基材を１００質量部としたときに、約５０質量部以下であることが好ましい。ただ、上記のＮＢＲ、ＥＣＯ及び過酸化物加硫剤に比べて他の材料が安価である場合には、かかる安価な他の材料の含有量が多いほど、導電性ロールの材料コストを抑えることができる（比較的安価な他の材料としては、例えば、炭酸カルシウムＣａＣＯ_３が挙げられる）。逆に言えば、他の材料のうち、比較的高価である種類の材料は、材料コストの低下の観点から、本発明の範囲において添加しないことが好ましい。

勿論、これらの他の材料は、ブレンドゴム基材や過酸化物加硫剤に添加しなくてもよい。例えば、酸化防止剤を添加しないで導電性弾性層を構成してもよい。酸化防止剤を抜くことで、導電性弾性層の硬度が低下する可能性も予想される。とは言え、この場合であっても、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができる。酸化防止剤を抜いても、加硫時間への影響は少ない。

また、カーボンブラックを添加しないで導電性弾性層を構成してもよい。カーボンブラックを抜くことで、導電性弾性層のキロ単価が高くなる、導電性弾性層の硬度が低下する、導電性弾性層の表面粗さが悪化する、等が生じる可能性も予想される。とは言え、この場合であっても、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができる。

また、加硫促進助剤としての酸化亜鉛を添加しないで導電性弾性層を構成してもよい。酸化亜鉛を抜くことで、導電性弾性層の硬度が低下する、導電性弾性層の表面粗さが悪化する、ゴム寿命に愛影響が生じる等が生じる可能性も予想される。とは言え、この場合であっても、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができる。酸化亜鉛を抜いても加硫特性には大きな影響は生じない。仮に酸化亜鉛を添加量を低減する場合には、他の安価な充填剤を使用して製品単価の上昇を抑えることが好ましい。

以上説明したブレンドゴム基材を過酸化物加硫剤によって加硫させ、硬化させることで、導電性弾性層１１を成形できる。導電性弾性層１１の成形手法は限定されず、インジェクション成形や押出成形等によって成形を行えばよい。

導電性弾性層１１には、その表層部１１ａに研磨を施してもよい。また、導電性弾性層１１の表層部１１ａに、表面処理層やコーティング層を設けてもよい。この場合、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができるように、表面処理層やコーティング層を設けることが好ましい。

図３（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態に係る導電性ロールの変形例を示す図である。図３（ａ）は、導電性弾性層１１の表層部１１ａに表面処理層１２を設けた例を示しており、図３（ａ）は、導電性弾性層１１の表層部１１ａにコーティング層１３を設けた例を示している。

表面処理層１２は、例えば、含浸処理やスプレー塗布等によって設けることができる。例えば、含浸処理では、イソシアネート化合物及び有機溶剤を少なくとも含有する表面処理液を用い、この表面処理液を導電性弾性層１１に含浸させる。導電性弾性層１１に表面処理液を含浸させた後、有機溶剤を除去し、イソシアネート化合物等の含有成分を硬化させる。また、スプレー塗布では、上記の表面処理液を導電性弾性層１１に塗布し、乾燥硬化させる。

イソシアネート化合物は、導電性弾性層１１を構成するブレンドゴム基材等と反応し、これらの架橋構造が導電性弾性層１１の内部に形成される。このような表面処理液が、導電性弾性層１１の表層部１１ａに含浸・塗布されて表面処理層１２となる。このような表面処理層１２は、イソシアネート成分の密度が表面から内部に向かって漸次疎になるように、導電性弾性層１１と一体的に形成される。表面処理層１２を設けることで、表面処理層１２を設ける前の導電性弾性層１１に比べ、耐摩耗性等の向上を図ることができる。

表面処理液に含まれるイソシアネート成分としては、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）及び３，３−ジメチルジフェニル−４，４'−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）等のイソシアネート化合物や、該イソシアネート化合物の多量体及び変性体等が挙げられる。更に、ポリオールとイソシアネートとからなるプレポリマー等も挙げられる。

また、表面処理液には、ポリエーテル系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択されるポリマーを含有させてもよい。また、表面処理液に、各種の材料（上記の他の材料）を添加してもよい。

更に、表面処理液は、上記のイソシアネート成分や、必要に応じて含有される上記の化合物を溶解する有機溶剤を含有している。有機溶剤は特に限定されないが、酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の有機溶剤を用いればよい。

また、導電性弾性層１１の表層部１１ａにコーティング層１３を設ける場合は、例えば、導電性弾性層１１にコーティング剤を塗布し、乾燥硬化させる。コーティング剤は、ウレタン、アクリルウレタン、ナイロン等を含むものを用いることができる。コーティング剤を塗布する方法は特に限定されず、例えば、ディップコート法、ゴムロールコート法、スプレーコート法が挙げられる。

以上、本実施形態に係る導電性ロールによれば、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができる。本実施形態に係る導電性ロールは、例えば、電子写真式複写機及びプリンター、又はトナージェット式複写機及びプリンター等の画像形成装置に搭載される導電性ロール（例えば、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロール等）に適用できる。また、本実施形態に係る導電性ロールは、金融端末機・発券販売機のカード取り込み口等に配される導電性ロール（クリーニングロール等）にも適用できる。

本実施形態に係る導電性ロールを製造するには、ＮＢＲとして、アクリロニトリルの含有量が２５質量％未満の低ニトリルタイプのものを用い、ＮＢＲ及びＥＣＯを含有するとともにＮＢＲ及びＥＣＯの質量比が上記式（１）の関係を満たすブレンドゴム基材を、過酸化物加硫剤で加硫すればよい。それ以外は常法に則って、本実施形態に係る導電性ロールを製造できる。

以下、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例欄の記載に限定されない。

＜評価１＞
ＮＢＲ及びＥＣＯの質量比を異ならせた場合の特性変化を評価した。

（実施例１）
ＮＢＲ（日本ゼオン（株）製 Ｎｉｐｏｌ ＤＮ４０１Ｌ）８０質量部、ＥＣＯ（ダイソー（株）製 エピオン３０１）２０質量部、加工助剤（ステアリン酸）０．５質量部、加硫促進助剤（酸化亜鉛）５質量部、酸化防止剤（ＢＨＴ；３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール）０．８質量部、カーボンブラック（東海カーボン（株）製 シーストＧＳＯ）１０質量部、カーボンブラック（ＭＴカーボン）１０質量部、過酸化物加硫剤（日本油脂（株）製 パークミルＤ−４０）５質量部を混合添加してロールミキサーで混練りし、シャフト（芯体）に押出し成形した。その後、１８０℃×１５分加硫を行い、実施例１の導電性ロールを得た。

（実施例１ａ）〜（実施例４）
ＮＢＲ：ＥＣＯ＝４０：６０〜７５：２５の範囲内でＮＢＲ及びＥＣＯの質量比を表１のように異ならせた以外は、実施例１と同様の手法により、実施例１ａ〜４の導電性ロールを得た。

（比較例１）
ＮＢＲ：ＥＣＯ＝４０：６０〜７５：２５の範囲から外れてＮＢＲ及びＥＣＯの質量比を表１のように異ならせた以外は、実施例１と同様の手法により、比較例１の導電性ロールを得た。

実施例１，１ａ〜４及び比較例１の導電性弾性層の組成は、表１の通りである。

（試験例１）
実施例１，１ａ〜４及び比較例１の導電性弾性層の硬度を、マイクロ硬度計（ＭＤ−１；高分子計器社製）を用いて測定した。結果を表２に示す。

（試験例２）
実施例１，１ａ〜４及び比較例１の導電性弾性層の作製手法に基づいて試験片を得て、この各々の試験片の圧縮永久歪みを測定した。圧縮永久歪みは、１８０℃×２２時間、２５％圧縮した後解放し、３０分経過後の寸法変化から算出した（下記式（２）参照）。
［式２］
（元の試験片厚さ−試験後の試験片厚さ）／（元の試験片厚さ−スペーサ厚さ）・・(２)

（試験例３）
実施例１，１ａ〜４及び比較例１の導電性弾性層の電気抵抗値を測定した。電気抵抗値は、図４に示す装置を構成して測定した。すなわち、実施例１，１ａ〜４及び比較例１の各導電性ロールをステンレス合板（ＳＵＳ３０４）からなる電極部材２０の上に載置し、芯体１０の両端に１００ｇ荷重をかけた状態で、芯体１０と電極部材２０との間の電気抵抗値を、ＮＮ環境（２５℃、５０％ＲＨ）にて、ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ Ｒ８３４０Ａ（（株）アドバンテスト製）を用いて測定した。

試験例１〜３の結果は、表２及び図５の通りである。

試験例１〜３の結果から、実施例１，１ａ〜４の各導電性ロールでは、導電性弾性層の硬度［°］が過度に高くないことが確認された。尚、実施例１，１ａ〜４でゴム基材として用いたＮＢＲは、キロ単価がＥＣＯの約半分程度である。従って、実施例１，１ａ〜４の各導電性ロールは、ゴム基材として低抵抗のポリマー（ＮＢＲ）を単独で用いる場合に比べ、低コスト性でも有利である。

また、実施例１，１ａ〜４の各導電性ロールでは、導電性弾性層の圧縮永久歪み［％］が十分に低い値であることが確認された。従って、ＮＢＲ及びＥＣＯの質量比が所定範囲内である上記のブレンドゴム基材を過酸化物加硫剤で加硫することで、低圧縮永久歪みである導電性弾性層を実現できることが確認された。また、ブレンドゴム基材におけるＮＢＲの割合が少なくなる（ＥＣＯの割合が多くなる）につれて、導電性弾性層の圧縮永久歪み［％］が低下する傾向にあることも分かった。

一方、比較例１の各導電性ロールでは、導電性弾性層の電気抵抗値が高くなることが確認された。このような導電性ロールは、例えば画像形成装置の現像ロールとして使用するのは難しい。これに対し、実施例１，１ａ〜４の各導電性ロールでは、導電性弾性層が所望の導電性を有すること（電気抵抗値が過度に高くないこと；電気抵抗値が中抵抗であること）が確認された。このような導電性ロールは、例えば画像形成装置の現像ロールとして好適に使用することができる。また、実施例１，２，３及び４の各導電性ロールでは、実施例１ａよりも、導電性弾性層の電気抵抗値の上昇を防止できることが確認された。

尚、本明細書で例示する中抵抗は、例えば、図５（ｄ）に示す太線領域である。すなわち、中抵抗は、約１×１０^５〜１×１０^８Ωである。ただし、導電性ロールの用途等によっては、中抵抗の下限を１×１０^６Ωにしてもよい場合もあり、中抵抗の上限を５×１０^７Ωにしてもよい場合もある。

以上、試験例１〜３の結果から、実施例１，１ａ〜４の各導電性ロールは、比較例１の導電性ロールに比べ、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができることが確認された。

実施例１，１ａ〜４の各導電性ロールでは、ＮＢＲに比べ高価であるが低抵抗であるＥＣＯの割合が増えるに従って、電気抵抗値が低下している。すなわち、ＮＢＲ及びＥＣＯの質量比の調整により、電気抵抗値を調節することが容易である。導電性ロールに求められる電気抵抗値に応じてＮＢＲ及びＥＣＯの質量比を適宜調節し、目標とする電気抵抗値に容易に調節可能なので、本発明の導電性ロールは、種々の用途への適用性も高い。

＜評価２＞
過酸化物加硫剤の含有量を異ならせた場合の導電性ロールの特性変化を評価した。

（実施例５）〜（実施例９）
過酸化物加硫剤の含有量を表３のように異ならせた以外は、実施例１と同様の手法により、実施例５〜６の導電性ロールを得た。また、過酸化物加硫剤の種類及び質量比を表３のように異ならせた以外は、実施例１と同様の手法により、実施例７〜９の導電性ロールを得た。実施例７〜９で用いた過酸化物加硫剤は、日本油脂（株）製 パーブチルＰ−４０である。

実施例５〜９の導電性弾性層の組成は、表３の通りである。参考のため、表３には、実施例１の導電性弾性層の組成も示してある。

（試験例４）〜（試験例６）
実施例５〜９の導電性弾性層の硬度［°］、圧縮永久歪み［％］及び電気抵抗値［Ω］を、上記の試験例１〜３と同様の手法によって測定した。試験例４〜６の結果は、表４及び図６の通りである。参考のため、表４及び図６には、実施例１の試験結果も示してある。

試験例４〜６の結果から、実施例５〜９の各導電性ロールでは、過酸化物加硫剤の含有量が多くなるにつれ、硬度が高くなることが確認された。過酸化物加硫剤の含有量の調整により、導電性弾性層１１の硬度の調節が容易である。導電性ロールに求められる硬度に応じて過酸化物加硫剤の含有量（例えばブレンドゴム基材を１００質量部としたときに２〜６質量部）を適宜調節し、目標とする硬度に容易に調節可能である。

また、実施例５〜９の各導電性ロールでは、過酸化物加硫剤の含有量が少ないと、圧縮永久歪みが悪化することが確認された。特に過酸化物加硫剤の含有量が少ない実施例７の圧縮永久歪みは、十分に低い値ではあるが、他の実施例の各導電性ロールに比べると高い値である。実施例７では、加硫不足の可能性がある。逆に、過酸化物加硫剤の含有量が３質量部（ブレンドゴム基材を１００質量部としたときに３質量部）以上である実施例５及び実施例７〜９の各導電性ロールでは、低圧縮永久歪みを実現するのに有利であることが確認された。

また、実施例５〜９の各導電性ロールでは、過酸化物加硫剤の種類を変更しても、所望の導電性が得られること（電気抵抗値が過度に高くならないこと；電気抵抗値が中抵抗であること）が確認された。安価な過酸化物加硫剤を用いれば、材料コストの低下に有利になる。

以上、試験例４〜６の結果から、実施例５〜９の導電性ロールも、比較例１の導電性ロールに比べ、所望の導電性と低圧縮永久歪みとの両立を図ることができ、しかも材料コストを抑えることができることが確認された。

＜評価３＞
過酸化物加硫系（本発明）と硫黄加硫系との特性を対比した。

（比較例２）〜（比較例３）
過酸化物加硫剤に代えて、硫黄系の加硫剤及び加硫促進剤を配合した以外は、実施例１と同様の手法により、比較例２〜３の導電性ロールを得た。比較例２〜３で用いた加硫剤は、川口化学工業（株）製 アクターＲであり、加硫促進剤は、大内新興化学工業（株）製 ノクセラーＴＳ、ノクセラーＴＥＴ、ノクセラーＣＺである。

比較例２〜３の導電性弾性層の組成は、表５の通りである。参考のため、表５には、実施例１の導電性弾性層の組成も示してある。

（試験例７）〜（試験例９）
比較例２〜３の導電性弾性層の硬度［°］、圧縮永久歪み［％］及び電気抵抗値［Ω］を、上記の試験例１〜３と同様の手法によって測定した。試験例７〜９の結果は、表６及び図７の通りである。参考のため、実施例１の試験結果も示してある。

試験例７〜９の結果から、硫黄加硫系では硬度や電気抵抗値が低くなるものの、圧縮永久歪みが極端に悪化することが確認された。実施例１の導電性ロールでは、比較例３〜４の導電性ロールに比べて硬度や電気抵抗値が高いが、これらの値は十分に許容できる範囲である。ただ、圧縮永久歪みが極端に悪化する比較例２〜３の導電性ロールは、例えば画像形成装置の現像ロールとして使用するのは難しい。

＜評価４＞
ニトリル含有量の異なるＮＢＲを用いた場合の導電性ロールの特性変化を評価した。

（比較例４）〜（比較例６）
低ニトリルタイプのＮＢＲを用いず、また過酸化物加硫剤の含有量を表７のように異ならせた以外は、実施例１と同様の手法により、比較例４〜６の導電性ロールを得た。比較例４〜６で用いたＮＢＲは、日本ゼオン（株）製 Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２８５０である。

比較例４〜６の導電性弾性層の組成は、表７の通りである。参考のため、表７には、実施例１の導電性弾性層の組成も示してある。

（試験例１０）
比較例４〜６の導電性弾性層の圧縮永久歪み［％］を、上記の試験例２と同様の手法によって測定した。ここでの試験例の結果は、表８及び図８の通りである。参考のため、実施例１の試験結果も示してある。

試験例１０の結果から、ニトリル含有量が少ない低ニトリルタイプのＮＢＲを用いて上記式（１）の関係を満たさなければ、低圧縮永久歪みを実現できないことが確かめられた。尚、比較例４〜６よりも更にアクリルニトリル含有量が多いＮＢＲ（高ニトリルタイプのＮＢＲ等）を用いて上記式（１）の関係を満たしたとしても、低圧縮永久歪みを実現できないことが推察される。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明した。しかし、本発明の基本的構成は上記の態様に限定されない。例えば、上記の導電性弾性層は、複数層から構成されていてもよい。また、芯体と導電性弾性層との間に、他の層が介在していてもよい。

図面において示す構成要素（層の厚さ、幅、相対的な位置関係等）は、本発明を説明する上で、誇張して示されている場合がある。

１ 画像形成装置
２ 現像ロール
３ 感光体
４ 帯電ロール
５ トナーボックス
６ 現像ブレード
７ 転写ロール
８ 廃トナーボックス
９ クリーニングブレード
１０ 芯体
１１ 導電性弾性層
１１ａ 表層部
１２ 表面処理層
１３ コーティング層
２０ 電極部材

Claims (5)

1. 芯体と、前記芯体の周囲に設けられた導電性弾性層と、を具備する導電性ロールであって、
   前記導電性弾性層は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）及びエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）を含有するブレンドゴム基材を、過酸化物加硫剤で加硫してなり、
   前記ＮＢＲは、アクリロニトリルの含有量が２５質量％未満の低ニトリルタイプであり、
   前記ＮＢＲ及び前記ＥＣＯの質量比は、下記式（１）
   ＮＢＲ：ＥＣＯ＝４０：６０〜７５：２５ ・・(１)
   の関係を満たすことを特徴とする導電性ロール。
2. 前記過酸化物加硫剤の含有量は、前記ブレンドゴム基材を１００質量部としたときに、２〜６質量部であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ロール。
3. 画像形成装置の現像ロールとして用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ロール。
4. 前記導電性弾性層の圧縮永久歪みが３．７％以下であり、かつ該導電性弾性層の電気抵抗値が１×１０^６〜５×１０^７Ωであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の導電性ロール。
5. 芯体の周囲に導電性弾性層を具備する導電性ロールの製造方法であって、
   前記導電性弾性層は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）及びエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）を含有し、
   前記ＮＢＲとして、アクリロニトリルの含有量が２５質量％未満の低ニトリルタイプのものを用い、前記ＮＢＲ及び前記ＥＣＯの質量比が、下記式（１）
   ＮＢＲ：ＥＣＯ＝４０：６０〜７５：２５ ・・(１)
   の関係を満たすブレンドゴム基材を、過酸化物加硫剤で加硫する
   ことを特徴とする導電性ロールの製造方法。