JP2021178904A - 導電性ゴム組成物および導電性ゴムローラ - Google Patents

Abstract

【課題】射出成型により肉厚の薄い成形物を作製することができ、かつ、硬度が高く、電気抵抗値が低い成形物が得られる導電性ゴム組成物を提供する。【解決手段】導電性ゴム組成物は、（Ａ）固体状ゴム、（Ｂ）液状ゴム、（Ｃ）カーボンブラックおよび（Ｄ）有機過酸化物を含有し、前記（Ａ）固体状ゴムがエチレン−αオレフィン共重合体を含有し、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量％におけるエチレン−αオレフィン共重合体の含有率が５０質量％以上であり、前記（Ｂ）液状ゴムが液状ポリブタジエンを含有することを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、導電性ゴムローラの導電性弾性層の形成に用いられる導電性ゴム組成物に関する。

静電式複写機、レーザプリンタ、普通紙ファクシミリ装置、および、これらの複合機等の電子写真法を利用した画像形成装置においては、紙送りベルト、転写ベルト、中間転写ベルト等のベルト部材を回転駆動させるための駆動ローラが多用されている。

駆動ローラは、架橋ゴムタイプ、コーティングタイプ、熱可塑性エラストマータイプに大別される。架橋ゴムタイプは、エチレンプロピレンジエンゴム等の架橋性ゴムをベースポリマーとして導電材を配合し、押出成型または射出成型により作製される。コーティングタイプは、金属製ローラの表面に硬化性樹脂をコーティングすることで作製される。熱可塑性エラストマータイプは、導電材を熱可塑性エラストマーにドライブレンドし、押出成型によって作製される。

架橋ゴムタイプの駆動ローラとして、例えば、特許文献１には、金属または樹脂からなるコアの外周面に、基材ゴム１００重量部に対して充填材が１００〜３００重量部配合されたゴム状弾性体からなり、且つ肉厚が０．２〜１．０ｍｍであるゴム状弾性層を有し、ＤＣ−１０Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０⁵Ω以下であることを特徴とする駆動ロールが記載されている（特許文献１（請求項１、段落００３１）参照）。

特開２００５−２２６６６６号公報

架橋ゴムタイプの駆動ローラにおいて、導電性弾性層を押出成型により作製した場合、成型後に架橋工程が必要となる。また、押出時には、ある程度の肉厚が必要である。そのため、導電性弾性層の厚さを調節するために、研磨する量が多くなり、材料ロスが多くなる。これに対して、導電性弾性層を射出成型により作製した場合、成型と架橋を一体化できるため、工程を省略できる。また、金型の外径・内径によって任意に肉厚を調整出来るため、肉厚を薄く形成することで研磨により生じる材料ロスを低減することが出来る。

しかしながら、射出成型において肉厚を薄くすると成型性が悪化し、金型内部に十分にゴム組成物が充填されないという問題が生じる。これを改良するためにオイル等の可塑剤を多量に配合すると、架橋成型後のゴム硬度が低下して、研磨時に導電性弾性層が破れるという問題があった。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、射出成型により肉厚の薄い成形物を作製することができ、かつ、硬度が高く、電気抵抗値が低い成形物が得られる導電性ゴム組成物を提供することを目的とする。

上記課題を解決することができた本発明の導電性ゴム組成物は、（Ａ）固体状ゴム、（Ｂ）液状ゴム、（Ｃ）カーボンブラックおよび（Ｄ）有機過酸化物を含有し、前記（Ａ）固体状ゴムがエチレン−αオレフィン共重合体を含有し、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量％におけるエチレン−αオレフィン共重合体の含有率が５０質量％以上であり、前記（Ｂ）液状ゴムが、液状ポリブタジエンを含有することを特徴とする。

本発明の導電性ゴム組成物を用いれば、射出成型によって、肉厚の薄い成形物を作製することができる。また、得られる成形物は、硬度が高く、電気抵抗値が低いものとなる。

本発明の導電性ゴムローラの一例を示す斜視図である。

＜導電性ゴム組成物＞
本発明の導電性ゴム組成物は、（Ａ）固体状ゴム、（Ｂ）液状ゴム、（Ｃ）カーボンブラック、および、（Ｄ）有機過酸化物を含有する。

（Ａ）固体状ゴム
前記（Ａ）固体状ゴムは、２５℃において、固体状であるゴム成分である。前記（Ａ）固体状ゴムは、エチレン−αオレフィン共重合体を含有する。（Ａ）固体状ゴムとしてエチレン−αオレフィン共重合体を含有することで、得られる成形物の耐オゾン性が向上する。

前記エチレン−αオレフィン共重合体は、少なくともエチレンとαオレフィンとを共重合することで得られる重合体である。前記αオレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンなどが挙げられる。前記エチレン−αオレフィン共重合体としては、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレンープロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−ブテン共重合体（ＥＢＲ）、エチレン−オクテン共重合体（ＥＯＲ）、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体（ＥＰＢＲ）、エチレン−ブテン−ジエン共重合体（ＥＢＤＭ）、エチレン−プロピレン−ブテン−ジエン共重合体（ＥＰＢＤＭ）などが挙げられる。

前記ＥＰＤＭ、ＥＢＤＭ、ＥＰＢＤＭとしては、エチレンとαオレフィンに少量のジエン成分を加えることで、主鎖中に二重結合を導入した種々の共重合体がいずれも使用可能である。代表的なジエン成分としては、例えば、エチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、１，４−ヘキサジエン（１，４−ＨＤ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）等が挙げられ、エチリデンノルボルネンが好ましい。

前記ＥＰＤＭは、エチレン成分の含有率が、４０質量％以上が好ましく、より好ましくは４５質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上であり、７０質量％以下が好ましく、より好ましくは６５質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以下である。エチレン成分の含有率が４０質量％以上であれば導電性ゴムローラとして必要な最小限の機械物性は確保でき、７０質量％以下であればエチレン部位の結晶化による圧縮永久歪や電気抵抗の環境依存性の悪化を抑制できる。

前記（Ａ）固体状ゴム１００質量％におけるエチレン−αオレフィン共重合体の含有率は、５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上である。前記（Ａ）固体状ゴムとして、エチレン−αオレフィン共重合体のみを含有することが好ましく、ＥＰＤＭのみを含有することも好ましい。

前記（Ａ）固体状ゴムは、エチレン−αオレフィン共重合体以外の他の固体状ゴムを含有してもよい。前記他の固体状ゴムとしては、従来導電性ゴムローラに使用されるものが好適に使用できる。前記他のゴム成分としては、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、シリコンゴム等が挙げられる。これらの他のゴム成分は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

前記ＮＢＲとしては、アクリロニトリルとブタジエンとを、乳化重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成され、なおかつ架橋性を有する種々のＮＢＲが、いずれも使用可能である。またＮＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、非油展タイプのＮＢＲが好ましい。

前記ＳＢＲとしては、スチレンとブタジエンとを、乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成され、なおかつ架橋性を有する種々のＳＢＲが、いずれも使用可能である。ＳＢＲとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのＳＢＲが、いずれも使用可能である。またＳＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、非油展タイプのＳＢＲが好ましい。

前記ＣＲとしては、クロロプレンを乳化重合させて合成され、架橋性を有する種々のＣＲが、いずれも使用可能である。ＣＲは、クロロプレンを乳化重合させる際に用いる分子量調整剤の種類によって、硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプとに分類される。またＣＲとしては、クロロプレンと他の共重合成分との共重合体を用いてもよい。かかる他の共重合成分としては、例えば２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、１−クロロ−１，３−ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、およびメタクリル酸エステル等の１種または２種以上が挙げられる。ＣＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、非油展タイプのＣＲが好ましい。

エピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含む種々の重合体が使用可能である。エピクロルヒドリンゴムとしては、たとえば、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、エピクロルヒドリン−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（ＧＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−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四元共重合体等の１種または２種以上が挙げられる。

前記導電性ゴム組成物中の（Ａ）固体状ゴムの含有率は、３０質量％以上が好ましく、より好ましくは４０質量％以上、さらに好ましくは４５質量％以上であり、８０質量％以下が好ましく、より好ましくは７０質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以下である。

（Ｂ）液状ゴム
前記（Ｂ）液状ゴムは、２５℃において液状であるゴム成分である。前記（Ｂ）液状ゴムは、液状ポリブタジエンを含有する。導電性ゴム組成物が（Ｂ）液状ゴムを含有することで、ゴム組成物の成形性を高めることができる。また、特に液状ポリブタジエンを配合することで、成形物の硬度を高めることができる。

前記液状ポリブタジエンは、１，２−ビニル構造の含有率は、５質量％以上が好ましく、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは１５質量％以上である。ビニル構造の含有率が上記範囲内であれば、共架橋剤として十分な機能が発現される。

前記液状ポリブタジエンの数平均分子量は、１０００以上が好ましく、より好ましくは２０００以上、さらに好ましくは２５００以上であり、２００００以下が好ましく、より好ましくは１５０００以下、さらに好ましくは１００００以下である。数平均分子量が上記範囲内であれば、成型性、加工性が良好な導電性ゴム組成物が得られる。数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）（東ソー社製、ＧＰＣ−８０００シリーズ、検出器：示差屈折計、カラム：東ソー社製のＴＳＫＧＥＬ ＳＵＰＥＲＭＡＬＴＰＯＲＥ ＨＺ−Ｍ）による測定値を基に、標準ポリスチレン換算により求めたものである。

前記（Ｂ）液状ゴムは、前記液状ポリブタジエン以外の他の液状ゴムを含有してもよい。前記（Ｂ）液状ゴムが他の液状ゴムを含有する場合、（Ｂ）液状ゴム中の液状ポリブタジエンの含有率は、５０質量％以上が好ましく、より好ましくは７０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上である。前記（Ｂ）液状ゴムとして、液状ポリブタジエンのみ含有することが好ましい。

前記他の液状ゴムとしては、液状イソプレンゴム、液状スチレンブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、液状エチレンプロピレンジエンゴム等が挙げられる。

前記導電性ゴム組成物中の前記（Ｂ）液状ゴムの含有量は、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量部に対して、３質量部以上が好ましく、より好ましくは５質量部以上、さらに好ましくは７質量部以上、特に好ましくは１０質量部以上であり、３０質量部以下が好ましく、より好ましくは２５質量部以下、さらに好ましくは２２質量部以下、特に好ましくは２０質量部以下である。前記（Ｂ）液状ゴムの含有量が３質量部以上であれば良好な成型性が得られ、３０質量部以下であれば好ましい硬度帯となる。

（Ｃ）カーボンブラック
前記（Ｃ）カーボンブラックとしては、導電性を有するものであれば特に限定されず、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が使用できる。また、前記（Ｃ）カーボンブラックは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

前記カーボンブラックの一次粒子の個数平均粒子径は、１０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｎｍ以上、さらに好ましくは２５ｎｍ以上であり、６０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは４５ｎｍ以下である。本発明において、一次粒子径とは、電子顕微鏡を用いて測定される一次粒子の個数平均粒子径である。

前記導電性ゴム組成物中の前記（Ｃ）カーボンブラックの含有率は、１０質量％以上が好ましく、より好ましくは１５質量％以上、さらに好ましくは２０質量％以上であり、５０質量％以下が好ましく、より好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３５質量％以下である。前記（Ｃ）カーボンブラックの含有率が１０質量％以上であれば、成形物の電気抵抗値を低減することができ、５０質量％以下であれば成形物の加工性が向上する。

前記導電性ゴム組成物中の前記（Ｃ）カーボンブラックの含有量は、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量部に対して、１０質量部以上が好ましく、より好ましくは２０質量部以上、さらに好ましくは３０質量部以上であり、６０質量部以下が好ましく、より好ましくは５０質量部以下である。

（Ｄ）有機過酸化物
前記（Ｄ）有機過酸化物は、ゴムの架橋剤として作用するものであれば特に限定されない。前記（Ｄ）有機過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、１，４−ビス［（ｔｅｒｔ−ブチル）パーオキシイソプロピル］ベンゼン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、および２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキセン等が挙げられる。前記（Ｄ）有機過酸化物は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

前記導電性ゴム組成物中の前記（Ｄ）有機過酸化物の含有量は、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量部に対して、０．５質量部以上が好ましく、より好ましくは１．０質量部以上、さらに好ましくは２．０質量部以上であり、５．０質量部以下が好ましく、より好ましくは４．０質量部以下である。

前記導電性ゴム組成物は、さらに（Ｅ）可塑剤を含有することが好ましい。前記（Ｅ）可塑剤を含有することで、導電性ゴム組成物の成形性がさらに向上するとともに、硬化物の硬度を制御することができる。

前記（Ｅ）可塑剤としては、例えば、鉱物油（パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系オイル等）、合成油（α−オレフィンのオリゴマー、ブテンのオリゴマー、エチレンとα−オレフィンとの非晶質オリゴマー等）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルセパケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ジ−（ブトキシ・エトキシ・エチル）アジペート等が挙げられる。前記（Ｅ）可塑剤は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、鉱物油が好ましく、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルがより好ましい。

前記導電性ゴム組成物中の前記（Ｅ）可塑剤の含有量は、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量部に対して、５質量部以上が好ましく、より好ましくは１０質量部以上、さらに好ましくは２０質量部以上であり、４０質量部以下が好ましく、より好ましくは３５質量部以下、さらに好ましくは３０質量部以下である。前記（Ｅ）可塑剤の含有量が５質量部以上であれば良好な成型性が得られ、４０質量部以下であれば好ましい硬度帯となる。

前記（Ｅ）可塑剤を配合する場合、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量部に対する前記（Ｂ）液状ゴムと（Ｅ）可塑剤との合計配合量は、１５質量部以上が好ましく、より好ましくは２５質量部以上、さらに好ましくは３０質量部以上であり、６０質量部以下が好ましく、より好ましくは５０質量部以下、さらに好ましくは４５質量部以下である。

前記導電性ゴム組成物は、必要に応じて、充填剤、老化防止剤、滑剤、分散剤などの配合剤が添加されていてもよい。これらの配合剤は、ブルームやブリードを起こしにくいものを適宜選択することが好ましい。

前記導電性ゴム組成物は、（Ａ）固体状ゴム、（Ｂ）液状ゴム、（Ｃ）カーボンブラック、および、（Ｄ）有機過酸化物、ならびに必要に応じて他の原料を配合し、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、オープンロール等で混練することで調製できる。混練の方法および条件は生産スケールによって適宜選択される。

前記導電性ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄（１３０℃））は、２０以下が好ましく、より好ましくは１９以下、さらに好ましくは１８以下であり、５以上である。ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄（１３０℃））が２０以下であれば良好な成型性となる。ムーニー粘度は、ＪＩＳ Ｋ ６３００−１（２０１３）に従って測定し、ロータの形状をＬ形、予熱時間を１分間、ロータの回転時間を４分間、試験温度を１３０℃とした。

前記導電性ゴム組成物の硬化物の硬度（デュロメータ法、タイプＡ硬さ）は、５５以上が好ましく、より好ましくは５７以上、さらに好ましくは６０以上であり、８０以下が好ましく、より好ましくは７５以下、さらに好ましくは７０以下である。硬化物の硬度が５５以上であれば良好な加工性が得られ、８０以下であれば製品状態での十分な摩擦力が得られる。

本発明の導電性ゴム組成物は、加工性が良好であるため、射出成型用の導電性ゴム組成物として有用である。また、本発明の導電性ゴム組成物は、硬化物の硬度が高く、かつ、電気抵抗値が低いため、駆動ローラの導電性弾性層の形成に好適に使用できる。

＜導電性ゴムローラ＞
本発明の導電性ゴムローラは、軸芯体と、前記軸芯体を被覆する導電性弾性層とを有し、前記導電性弾性層が前記導電性ゴム組成物から形成されている。特に、前記導電性弾性層が前記導電性ゴム組成物を用いて射出成型されたものが好ましい。

図１は、本発明の導電性ゴムローラの一例を示す斜視図である。導電性ゴムローラ１は、軸芯体２と、前記軸芯体２を被覆する導電性弾性層３とを有する。前記導電性弾性層３は、前記導電性ゴム組成物の架橋物からなり、円筒状に形成されている。前記導電性弾性層３の中心の通孔には軸芯体が挿通されて固定されている。

軸芯体２は、少なくとも表面が導電性を有し、導電性ゴムローラの支持体として機能するものであれば特に限定されない。前記軸芯体２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって形成される。

前記軸芯体２は、例えば、導電性を有する接着剤を介して、導電性弾性層３と電気的に接合されるとともに機械的に固定されるか、または導電性弾性層の通孔の内径よりも外径の大きいものを通孔に圧入することで、導電性弾性層３と電気的に接合されるとともに機械的に固定される。あるいは、この両方を併用して、軸芯体２を導電性弾性層３に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。

導電性弾性層３は、中実構造でもよいし、多孔質構造でもよい。また、導電性弾性層３は、外周面や内周面に、ローラの抵抗調整層、表面保護層等を配置してもよい。導電性弾性層３の厚さは特に限定されず、使用目的に応じて適宜調整すればよい。

前記導電性ゴムローラ１を製造するには、まず、調製した導電性ゴム組成物を、射出成型機を用いて金型内に射出し、所定の条件で加熱処理して、筒状に成形する。ここで、所定の外径となるように、外周面を研磨してもよい。研磨方法としては、乾式トラバース研磨等の種々の研磨方法が採用可能である。

前記軸芯体２は、筒状体の成形後から研磨後までの任意の時点で、導電性弾性層３の通孔に挿通して固定できる。ただし、成形後、まず通孔に軸芯体２を挿通した状態で研磨をするのが好ましい。また、軸芯体２を中心として回転させながら研磨することで、当該研磨の作業性を向上し、なおかつ外周面のフレを抑制できる。

前記軸芯体２は、通孔の内径よりも外径の大きいものを通孔に圧入するか、あるいは導電性を有する接着剤を介して、筒状体の通孔に挿通すればよい。前者の場合は、軸芯体２の圧入と同時に導電性弾性層３との電気的な接合と機械的な固定が完了する。また後者の場合は、接着剤が硬化して、軸芯体２が導電性弾性層３に電気的に接合されるとともに、機械的に固定される。また、前述したようにこの両方を併用して、軸芯体２を導電性弾性層３に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。

本発明の導電性ゴムローラは、例えば、レーザプリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の電子写真法を利用した画像形成装置において、駆動ローラとして好適に利用できる。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。

［評価方法］
（１）硬度
導電性ゴム組成物を用いて、１７０℃で２０分間プレスして、厚み２ｍｍのシートを作製した。このシートを、測定基板などの影響が出ないように、３枚重ねた状態で、自動硬度計（高分子計器社製）を用いて硬度を測定した。検出器は、「デュロメータ タイプＡ」を用いた。

（２）成型性
導電性ゴム組成物を用いて、外形２６ｍｍ、内径２２ｍｍ、長さ２６０ｍｍの円筒形の金型で、射出成型を繰り返し行った。成形後のゴム硬化物を目視にて観察し、下記の基準にて評価した。
〇：全ての成形において、金型内にゴムが完全に充填されていた。
△：ほとんどの成形において、金型内にゴムが完全に充填されるものの、いくつかの成形において不具合が発生した。
×：ほとんどの成形において、金型内にゴムが十分に充填されず、寸不足となっていた。

（３）加工性
導電性ゴムローラの導電性弾性層を、厚さ５００μｍとなるように研磨した際の加工性を下記の基準で評価した。
〇：導電性弾性層を、厚さ５００μｍまで容易に研磨できた。
△：研磨速度を落とすことで、導電性弾性層を厚さ５００μｍまで研磨できた。
×：研磨作業時に導電性弾性層が破れてしまい、厚さ５００μｍまで研磨できなかった。

（４）電気抵抗値
金属製シャフトが挿通された導電性ゴムローラを軸支し、これを金属製円筒の上方に、導電性ゴムローラと金属製円筒とが当接するように配置した。前記金属製シャフトと金属製円筒との間に、直流電源および電流計を直列に接続して、電気抵抗値の計測回路を作製した。なお、直流電源は−側を金属製シャフト、＋側を電流計に接続した。
前記金属製シャフトの両端部にそれぞれ５００ｇｆの荷重Ｆをかけて導電性ゴムローラを金属製円筒に押圧し、金属製シャフトと金属製円筒との間に電圧Ｅ（５０Ｖ）を印加した。電圧をかけたまま、金属製円筒を回転させることで間接的に導電性ゴムローラを回転させて、電流を計測し、導電性弾性層の電気抵抗値を算出した。測定条件は温度２３±１℃、相対湿度５５±１％とした。測定は３２回行い、平均値を算出し、下記の基準で評価した。
〇：電気抵抗値が１×１０⁵Ω以下。
×：電気抵抗値が１×１０⁵Ω超。

［導電性ゴムローラの製造］
表１に示した配合となるように、（Ａ）固体状ゴムを加圧ニーダーにて素練りした後、（Ｂ）液状ゴム、（Ｃ）カーボンブラックおよび（Ｅ）可塑剤を投入してさらにニーダーにて混練をした。最後に、（Ｄ）有機過酸化物をロールミルにて混練りし、導電性ゴム組成物を得た。

得られた導電性ゴム組成物を、射出成型機を用いて金型内に射出し、１７０℃で２０分間熱処理して、円筒状（外径２６ｍｍ、内径２２ｍｍ、長さ２６０ｍｍ）の導電性弾性層を作製した。得られた導電性弾性層に金属製シャフト（外形２４ｍｍ）を圧入し、円筒研磨機で外周面をトラバース研磨し、導電性弾性層の厚さを５００μｍに調整した。研磨後、導電性弾性層の両端をカットして、長手幅を２３０ｍｍに調整し、導電性ゴムローラを得た。導電性ゴム組成物および導電性ゴムローラの評価結果を表１に示した。

表１で使用した原料は下記のとおりである。
ＥＰＤＭ：住友化学社製、エスプレン（登録商標）５０５Ａ（非油展エチレンプロピレンジエンゴム、エチレン成分含有率 ５０質量％、ジエン成分含有率 ９．５質量％）
液状ポリブタジエンＮｏ．１：クラレ社製、クラプレン（登録商標） ＬＢＲ３５２（１，２−ビニル構造の含有率 ５〜７０質量％、数平均分子量 ９０００）
液状ポリブタジエンＮｏ．２：クレイバレー社製、ＲＩＣＯＮ １３４（１，２−ビニル構造の含有率 ２８質量％、数平均分子量 ８０００）
液状ポリブタジエンＮｏ．３：クレイバレー社製、ＲＩＣＯＮ １５２（１，２−ビニル構造の含有率 ８０質量％、数平均分子量 ２９００）
カーボンブラック：デンカ社製、デンカブラック（登録商標）（粒状）（一次粒子の個数平均粒子径 ３５ｎｍ）
可塑剤：出光興産社製、ＰＷ−３８０（鉱物油、パラフィン系プロセスオイル）
有機過酸化物：日油社製、パークミル（登録商標）Ｄ（ジクミルパーオキサイド）

導電性ゴムローラＮｏ．１〜７の導電性弾性層を形成する導電性ゴム組成物は、（Ａ）固体状ゴム、（Ｂ）液状ゴム、（Ｃ）カーボンブラックおよび（Ｄ）有機過酸化物を含有する。これらの導電性ゴム組成物は、成形性が良好であり、射出成型によって薄肉の導電性弾性層を作製できた。また、これらの導電性ゴムローラＮｏ．１〜７の導電性弾性層は加工性に優れ、かつ、電気抵抗値も低かった。
なお、導電性ゴムローラＮｏ．６では、導電性ゴム組成物中の（Ｂ）液状ゴムの配合量が比較的少量であるため、得られる導電性弾性層が柔らかくなる傾向があった。そのため、導電性弾性層を研磨する際に、研磨速度を落とす必要があった。
導電性ゴムローラＮｏ．７では、導電性ゴム組成物中の（Ｂ）液状ゴムの配合量が比較的多量であるため、得られる導電性弾性層が硬くなる傾向があった。そのため、熱処理後の導電性弾性層を金型から取り出す際に、導電性弾性層が粉砕してしまう場合があった。

導電性ゴムローラＮｏ．８の導電性弾性層を形成する導電性ゴム組成物は、（Ｂ）液状ゴムを含有していない。そのため、この導電性ゴム組成物は、成形性が悪く、射出成型によって薄肉の導電性弾性層を作製できなかった。そのため、導電性ゴムローラＮｏ．８は、電気抵抗値を測定できなかった。

導電性ゴムローラＮｏ．９の導電性弾性層を形成する導電性ゴム組成物は、（Ｂ）液状ゴムを含有しておらず、（Ｅ）可塑剤の配合量を増加させた場合である。この導電性ゴム組成物は、射出成型によって薄肉の導電性弾性層を作製できたが、導電性弾性層の加工性が悪く、研磨時に導電性弾性層が破断してしまった。そのため、導電性ゴムローラＮｏ．９は、電気抵抗値を測定できなかった。

１：導電性ゴムローラ、２：軸芯体、３：導電性弾性層

Claims (6)

1. （Ａ）固体状ゴム、（Ｂ）液状ゴム、（Ｃ）カーボンブラック、および、（Ｄ）有機過酸化物を含有し、
   前記（Ａ）固体状ゴムが、エチレン−αオレフィン共重合体を含有し、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量％におけるエチレン−αオレフィン共重合体の含有率が５０質量％以上であり、
   前記（Ｂ）液状ゴムが、液状ポリブタジエンを含有することを特徴とする導電性ゴム組成物。
2. 前記（Ｃ）カーボンブラックの含有率が、１０質量％以上である請求項１に記載の導電性ゴム組成物。
3. 前記（Ｂ）液状ゴムの含有量が、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量部に対して、３質量部〜３０質量部である請求項１または２に記載の導電性ゴム組成物。
4. ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄（１３０℃））が、２０以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性ゴム組成物。
5. さらに（Ｅ）可塑剤を含有し、
   前記（Ｅ）可塑剤の含有量が、前記（Ａ）固体状ゴム１００質量部に対して、５質量部〜４０質量部である請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電性ゴム組成物。
6. 軸芯体と、前記軸芯体を被覆する導電性弾性層とを有し、
   前記導電性弾性層が、請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電性ゴム組成物から形成されていることを特徴とする導電性ゴムローラ。

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