JP4200625B2

JP4200625B2 - 半導電性ロールの製法

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Publication number: JP4200625B2
Application number: JP2000040212A
Authority: JP
Inventors: 明彦加地; 康貴大竹; 均吉川; 昭二有村
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2020-02-17
Also published as: JP2001227530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンター等の電子写真装置における現像ロール、帯電ロール、転写ロール等に用いられる半導電性ロールの製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真複写機による複写はつぎのようにして行われる。すなわち、軸中心に回転する感光ドラムに原稿像を静電潜像として形成し、これにトナーを付着させてトナー像を形成する。ついで、このトナー像を複写紙に転写することにより複写が行われる。この場合、感光ドラム上の静電潜像を現像し、可視像を形成する現像方法としては、現像ロールを用いた方式（接触現像方式）が採られている。この方式は、現像ロール表面にトナーを付着させた後、現像ロールと感光ドラムとの摺接により、トナーを感光ドラム上の静電潜像に移行させて、静電潜像をトナー像として顕在化させるものである。
【０００３】
上記接触現像方式を採用した電子写真装置に用いられる各種ロールは、その軸体の外周に、弾性層が被覆形成されている。上記弾性層には、硬度が高すぎず、圧縮歪み性が低く、さらに、その外周面において、表面粗さが均一で、かつ電気抵抗も均一であるものが求められる。そして、その形成材料として、例えばシリコーンゴムを主成分としたゴム組成物が多く用いられ、さらに、高画質化の流れから、導電剤を配合して、半導電性化させたものが賞用されている。
【０００４】
そして、このようなゴム組成物からなる半導電性弾性層を構成するロールは、例えば、円筒状成形型の成形用空間内に軸体を配置し、さらに上記軸体の長手方向が略垂直となるような状態にし（図２参照）、ついで、上記軸体と成形用空間内周面との間に、先に述べたようなゴム組成物を注入し、上記成形型を加熱してゴム組成物を架橋形成させることにより得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先に述べたような方法で得られるロールの半導電性弾性層外周面が、成形型内周面により転写形成された面のままであると、電気抵抗の均一性が得られなかった。これは、ロール形成時に、成形型内周面（半導電性弾性層の外周部）と、軸体（半導電性弾性層の軸体周辺部）で、昇温に差が生じ、ゴムの形成スピードに差が生じるため、その際に導電剤が軸心方向に移動し、偏在することがあるからである。そのため、例えば、現像ロールといった電気抵抗の均一性を要求されるものは、成形型による形成後、円筒研削等の後加工によって、寸法精度を満足させるとともに電気抵抗を均一にする必要があるため、工程が余計にかかるといった問題がある。
【０００６】
また、上記形成方法では、ゴム組成物が軸体に沿って下方向（重力方向）に注入射出成形されるため、例えば成形型を予備加熱してロールを形成する方法による場合、上記半導電性弾性層の形成材料として従来から汎用されるゴム組成物を用いると、そのゴム組成物中の導電剤が、自らの自重と注入圧とにより軸奥方向へ押しやられ、その結果、導電剤が軸奥方向に偏在したまま架橋形成されるため、材料注入口側の電気抵抗が高くなり、ロールの長手方向に抵抗ムラが起きてしまうといった問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、全体の電気抵抗のばらつきが小さく、かつ、短時間の簡易な工程で高精度成形が可能な半導電性ロールの製法の提供をその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の半導電性ロールの製法は、軸体と、この軸体の外周に半導電性弾性層とを備えた半導電性ロールの製法であって、上記半導電性弾性層の成形型と、その内部にセットされた軸体とを、均一な温度に予備加熱し、上記成形型内部と軸体との間に、液状シリコーンゴムを主成分とし下記の（Ａ）成分を含有する比重１．１〜１．４の付加反応型の液状シリコーンゴム組成物を注入し、成形型内周面の転写成形により、注型成形体そのままからなり、体積抵抗率（Ｒｖ１）が１×１０³〜１０⁸Ω・ｃｍであるとともに、下記の式（α）の関係を満たす半導電性弾性層を形成するという構成をとる。
（Ａ）ＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラック。
【０００９】
【数２】

【００１０】
すなわち、本発明者らは、全体の電気抵抗のばらつきが小さく、かつ、短時間の簡易な工程で高精度成形が可能な半導電性ロールを得るべく、鋭意研究を重ねた。その過程で、成形型と軸体とを予備加熱により均一な温度にしておくと、ゴム組成物の架橋速度が均一にできるため、導電剤が軸心方向に移動し偏在するといったことを防ぐことができるいう知見を得た。この製法によると、形成された半導電性弾性層の外周面は高精度に成形され、さらに、同一の成形型にて連続してロールを形成することができる。
【００１１】
しかし、上記製法では、従来の半導電性弾性層用のゴム組成物を用いると、先に述べたように、軸体の長手方向に均一な電気抵抗を有する半導電性弾性層を形成することができないという知見を得た。
【００１２】
そこで、本発明者らは、上記製法の利点を押さえつつも、導電剤の偏在を防止するため、上記製法に適合したゴム組成物によって半導電性弾性層を形成するべく、さらに研究を重ねた。その結果、上記特定のカーボンブラック（Ａ成分）を含有する比重１．１〜１．４の付加反応型の液状シリコーンゴム組成物により半導電性弾性層を形成し、かつ上記半導電性弾性層が特定の要件を満たすようにすると、成形型内周面の転写形成のままで、その半導電性弾性層が所望の物性を備えるようになり、また、上記の製法によってロールを作製しても、カーボンブラックが、ロールの軸体の長手方向，軸心方向のいずれに対しても偏在することがなく、半導電性弾性層全体に分散され、所期の目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。
【００１３】
なお、本発明において「半導電性」とは、ＳＲＩＳ２３０４の方法に準じて測定される体積抵抗率が、１０²〜１０⁸Ω・ｃｍの範囲のものをいう。
【００１４】
すなわち、本発明の製法により得られる半導電性ロールは、上記製法の利点である高精度で短時間に半導電性弾性層を形成することが可能となり、さらに半導電性弾性層全体に導電剤が偏在することなく分散されているため、円筒研削等の後加工をしなくとも、成形型から取り出した状態で、寸法精度の満足と、電気抵抗の均一とが得られており、余計な工程を必要としない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１６】
本発明の製法により得られる半導電性ロールの一例を図１に示す。この半導電性ロールは、軸体１の外周面に沿って半導電性弾性層２が形成されて構成されている。
【００１７】
上記軸体１は特に制限するものではなく、例えば金属製の中実体からなる芯金、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、その材料としては、ステンレス、アルミニウム、鉄にメッキを施したもの等があげられる。
【００１８】
上記半導電性弾性層２は、特定のカーボンブラック（Ａ成分）を含有する付加反応型の液状シリコーンゴム組成物により形成することができる。
【００１９】
上記特定のカーボンブラック（Ａ成分）は、そのＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇ以下の値を示す必要があり、特に、上記ＤＢＰ吸油量が１０〜８０ｍｌ／１００ｇの範囲を示すものが、より好ましい。すなわち、上記ＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇを超える場合、付加反応型の液状シリコーンゴム組成物中においてカーボンブラックの凝集がおこりやすくなるといった傾向がみられるからである。
【００２０】
上記特定のカーボンブラック（Ａ成分）としては、ＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇ以下であれば特に限定されず、例えば、オイルブラック，サーマルブラック，チャンネルブラック，ファーネスブラック，ランプブラック等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。なお、ＤＢＰ吸油量はつぎのようにして測定される。すなわち、１５０±１℃で１時間乾燥した測定試料（カーボンブラック）２０．００ｇ（α）をアブソープメーター（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ社製、スプリング張力２．６８ｋｇ／ｃｍ）の混合室に投入し、予めリミットスイッチを所定の位置（リミットスイッチの設定は最大トルクの約７０％の位置とする）に設定した混合室の回転機を回転する。同時に、自動ビューレットからＤＢＰ（ジブチルフタレート：比重１．０４５〜１．０５０）を４ｍｌ／分の割合で添加し始める。終点近くになるとトルクが急速に増加してリミットスイッチが切れる。それまでに添加したＤＢＰ量（βｍｌ）よりＤＢＰ吸油量（Ｄｍｌ／１００ｇ）を下記の数式により求める。
【００２１】
【数３】

【００２２】
なお、上記カーボンブラックの平均粒径は２０〜１５０μｍの範囲であるものが好ましい。
【００２３】
上記特定のカーボンブラック（Ａ成分）の配合量は、半導電性弾性層２の体積抵抗率（Ｒｖ１）が１×１０³〜１０⁸Ω・ｃｍの範囲になるよう調整される必要があり、特に、１×１０⁴〜１０⁷Ω・ｃｍの範囲を示すものが、より好ましい。すなわち、上記体積抵抗率（Ｒｖ１）が１×１０³Ω・ｃｍ未満の場合、バイアス保持が困難になる傾向がみられ、１×１０⁸Ω・ｃｍを超える場合、濃度が低下する傾向がみられるからである。なお、上記体積抵抗率（Ｒｖ１）が、先に述べた範囲に調整されているなら、Ａ成分の配合量は、特に制限されない。
【００２４】
上記付加反応型の液状シリコーンゴム組成物の主成分となる液状シリコーンゴムとしては、特に制限はなく、直鎖状や分岐状のものがあげられるが、一分子中にアルケニル基（ビニル基，アリル基，ブテニル基，ペンテニル基，ヘキセニル基等）を少なくとも２個有する直鎖状の液状シリコーンゴムが好適に用いられる。そして、上記液状シリコーンゴムは低粘度であっても使用することができるが、粘度（２５℃）が０．１Ｐａ・ｓ以上のものが好ましい。
【００２５】
上記液状シリコーンゴムを付加反応させる際に用いる架橋剤としては、珪素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上有するオルガノポリシロキサンであれば特に限定されない。なお、架橋剤として有機過酸化物を併用することもできる。また、上記液状シリコーンゴムを付加反応させるに際して、微粒子状白金，白金黒，白金担持活性炭，白金担持シリカ，塩化白金酸，塩化白金酸のアルコール溶液，白金のオレフィン錯体，白金のアルケニルシロキサン錯体等の白金系触媒が用いられる。
【００２６】
そして、珪素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上有するオルガノポリシロキサンを用いる場合、オルガノポリシロキサン中の水素原子量が、液状シリコーンゴム中のアルケニル基１モルに対して０．１〜２０モルとなるような配合割合とするのが好ましく、さらに、白金系触媒の配合量は、その白金金属が液状シリコーンゴムに対して重量単位で０．１〜１，０００ｐｐｍとなるような量であることが好ましい。
【００２７】
なお、上記付加反応型の液状シリコーンゴム組成物には、ヒュームドシリカ，湿式シリカ，ヒュームド酸化チタン等の補強性充填剤、および、これらの補強性充填剤の表面をオルガノアルコキシシラン，オルガノハロシラン，オルガノシラザン，分子鎖両末端がシラノール基で封鎖されたジオルガノシロキサンオリゴマー、環状オルガノシロキサン等の有機珪素化合物により表面処理してなる補強性充填剤等を配合することができる。これらの補強性充填剤の表面を有機珪素化合物により処理する方法は特に限定されず、予めこれらの補強性充填剤を上記有機珪素化合物により処理したものであってもよく、また、これらの補強性充填剤を上記有機珪素化合物により処理したものであってもよく、また、これらの補強性充填剤を（Ａ）成分に配合する際に、上記有機珪素化合物を共に配合して処理してもよい。また、このような補強性充填剤の粒子径および表面積は特に限定されないが、その粒子径は５０μｍ以下であることが好ましく、その表面積は５０ｍ²／ｇ以上であることが好ましい。
【００２８】
また、上記付加反応型の液状シリコーンゴム組成物には、界面活性剤を配合することが好ましい。上記界面活性剤としては、例えば、第一〜第三脂肪族アミン塩，アルキルトリメチルアンモニウム塩，ジアルキルジメチルアンモニウム塩，テトラアルキルアンモニウム塩，トリアルキルベンジルアンモニウム塩，アルキルピリジニウム塩，Ｎ．Ｎ’−ジアルキルモノホルホリニウム塩，ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミド塩等のカチオン系界面活性剤、脂肪酸塩，アルキルベンゼンスルホン酸塩，アルキルナフタレンスルホン酸塩，アルキルスルホン酸塩，α−オレフィンスルホン酸塩，ジアルキルスルホコハク酸塩，α−スルホン化脂肪酸塩，Ｎ−アシル−Ｎ−メチルタウレート，アルキル硫酸塩，硫酸化油脂，ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸塩，アルキルリン酸塩，ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩，ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩，ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物等のアニオン系界面活性剤、Ｎ．Ｎ−ジメチル−Ｎ−アルキル−Ｎ−カルボキシメチルアンモニウムべタイン，Ｎ．Ｎ−ジアルキルアミノアルキレンカルボン酸塩，Ｎ．Ｎ．Ｎ−トリアルキル−Ｎ−スルホアルキレンアンモニウムべタイン，Ｎ．Ｎ−ジアルキル−Ｎ．Ｎ−ビスポリオキシエチレンアンモニウム硫酸エステルべタイン，２−アルキル−１−カルボキシメチル−１−ヒドロキシエチルオミダゾリニウムべタイン等の両イオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル，ポリオキシエチレンアルケニルエーテル，ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル，ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコール，ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル，ソルビタン脂肪酸エステル，グリセリン脂肪酸エステル，デカグリセリン脂肪酸エステル，ポリグリセリン脂肪酸エステル，プロピレングリコール・ペンタエリスリトール脂肪酸エステル等の多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル，ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル等のポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸部分エステル、トリアルキルアミンオキサイド、ポリオキシアルキレン基含有オルガノポリシロキサン等の非イオン系界面活性剤等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。
【００２９】
上記界面活性剤は、２５℃において液状であることが好ましく、その粘度としては、０．００５〜１００Ｐａ・ｓの範囲に設定すると、好ましい。
【００３０】
なお、上記付加反応型の液状シリコーンゴム組成物には、本発明の目的を損なわない限り、石英微粉末，溶融シリカ，酸化チタン，酸化マグネシウム，酸化アルミニウム，珪酸アルミニウム，珪酸カルシウム，珪酸マグネシウム，炭酸カルシウム，炭酸マグネシウム，珪藻土，タルク，マイカ，クレイ，水酸化アルミニウム，窒化アルミニウム，窒化珪素，窒化ホウ素等の非補強性充填剤、酸化鉄，酸化セリウム，セリウム脂肪酸塩，セリウムシロキサネート等の耐熱剤、難燃剤、内部離型剤、シラノール基含有シロキサンオリゴマー等の可塑剤、ヒドロキノン，ポリフェノール等の酸化防止剤、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサンオリゴマー，分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルビニルシロキサンオリゴマー，分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルフェニルシロキサンオリゴマー等の分子鎖両末端シラノール基封鎖ジオルガノシロキサンオリゴマー等を配合することができる。
【００３１】
また、上記付加反応型の液状シリコーンゴム組成物には、架橋促進剤，架橋遅延剤，架橋助剤，スコーチ防止剤，老化防止剤，軟化剤，熱安定剤，難燃剤，難燃助剤，紫外線吸収剤，防錆剤等を配合しても差し支えない。
【００３２】
上記付加反応型の液状シリコーンゴム組成物は、例えばつぎのようにして調製される。すなわち、上記特定のカーボンブラック（Ａ成分）、液状シリコーンゴムおよび界面活性剤等の他の成分を、ヘンシェルミキサー，ロスミキサー，プラネタリーミキサー，ホバートミキサー，ニーダーミキサー，２軸連続混練押出機等を用いて混合し、ついで、架橋剤を添加し、さらにロール等で混練することにより、調製することができる。なお、上記調製方法において、架橋剤は最初の混練時に添加するようにしてもよい。
【００３３】
上記付加反応型の液状シリコーンゴム組成物は、比重が１．１〜１．４の範囲になるように調整する必要があり、好ましくは１．２〜１．３５の範囲である。すなわち、比重が１．１未満だと、カーボンブラック（Ａ成分）の移動を妨げるものが少ないと考えられるため、ロール表面付近でのカーボンブラック（Ａ成分）の含有量が、より疎となりやすく、カーボンブラック（Ａ成分）が軸体付近に凝集しやすくなったり、反注入側（軸奥方向）に偏在しやすくなるからである。逆に比重が１．４を超えると、上記ゴム組成物によって形成された半導電性弾性層２は、例えば充填物が多いと考えられ、ボツボツともろくなり、亀裂が生じやすく圧縮歪み性も悪化するからである。
【００３４】
本発明の半導電性ロールの製法は、例えばつぎのようにして行われる。まず、図２に示すように、必要に応じて接着剤，プライマー等を外周面に塗布した軸体１を、上蓋３，円筒型４，下蓋５からなる成形型６の内部（成形用空間）にセットし、さらに上記軸体１の長手方向が略垂直となるよう成形型６を配置し、これらすべてが均一な温度になるよう予備加熱しておく。なお、予備加熱の温度等の条件は特に限定はされないが、ゴム組成物注入後の成形温度と同等にするのが好ましい。また、上記成形型６は、一般的には金属製のものが用いられるが、特に限定されない。ついで、上記予備加熱後、上蓋３を取り外し、軸体１と成形用空間内周面との間に、先に述べたように調製された付加反応型の液状シリコーンゴム組成物を注入射出成形し、さらに、上蓋３を、元のとおり円筒型４に外嵌する。そして、上記成形型６を加熱することにより、上記ゴム組成物が架橋され、成形型６から軸体１を脱型することにより、目的とする半導電性ロール（上記ゴム組成物からなる半導電性弾性層２のみを被覆形成したロール）が得られる。
【００３５】
なお、上記成形型６が予備加熱されているため、上記ゴム組成物は短時間で架橋される。さらに、上記ロール脱型後、別の軸体を成形型６内にセットして、先に述べた工程を繰り返すと、連続してロールが得られる。すなわち、上記成形型６を常に高温に設定しておけばよいため、成形型６の冷却工程を省略することができ、さらに、上記成形型６を用いて次のロールを形成するために要する加熱時間等を節約することもできる。
【００３６】
このようにして得られた半導電性ロールにおいて、その半導電性弾性層２は、ＪＩＳＡ硬度が６０以下で、かつ表面粗さ（Ｒｚ）が３μｍ以下である場合が好ましい。上記ＪＩＳＡ硬度は、より好ましくは１０〜５０の範囲である。すなわち、上記ＪＩＳＡ硬度が６０を超えると、駆動トルクが大きくなり、表面粗さ（Ｒｚ）が３μｍを超えると、ロール特性にムラが生じやすく、画像にムラが発生しやすいからである。
【００３７】
また、上記半導電性ロールは、その半導電性弾性層２の外周面に、保護層が形成されていてもよく、さらに、上記半導電性弾性層２と保護層との間に、抵抗調整層等の他の層を設けてもよい。上記半導電性弾性層２の外周面に形成されるこれらの層の形成方法としては、特に限定はされるものではなく、例えば、ディッピング法、スプレーコーティング法、ロールコート法等の塗布方法や、従来公知の共押し出し法等があげられる。
【００３８】
本発明の製法により得られる半導電性ロールは、現像ロールとして好適であるが、必ずしもこれに限定するものではなく、転写ロール、帯電ロール等にも適用することができる。
【００３９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４０】
【実施例１】
〔ゴム組成物の調製〕
シリコーンゴムとして分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．１４重量％、粘度１０Ｐａ・ｓ）１００重量部（以下、「部」と略す）と、架橋剤として分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（Ｓｉに結合するＨ含有量０．７５重量％、粘度０．００５Ｐａ・ｓ）２．４部および白金の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体（白金含有量０．５重量％）０．３５部と、乾式シリカ（比表面積２００ｍ²／ｇ、比重１．９５）２５部と、粉砕石英（平均粒径５μｍ、比重２．６５）３０部と、１−エチル−１−シクロヘキサノール（平均粒径５μｍ、比重２．６５）０．０８部と、界面活性剤〔分子鎖両末端アリル基封鎖ポリオキシエチレン（粘度０．５Ｐａ・ｓ、重量平均分子量２０００）〕１０部と、カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量７５ｍｌ／１００ｇ、トーカブラック＃３８８５、東海カーボン社製）１６部とを配合し、ゴム組成物を調製（比重１．２６）した。
【００４１】
〔ロールの作製〕
軸体となる芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした成形用金型を１５０℃に予備加熱した。そして、この金型を、芯金が垂直となるよう配置し、ついで、金型内に上記ゴム組成物を射出注入し、２分間加熱架橋後に脱型して、軸体の外周面に一層の半導電性弾性層が形成されているロールを得た。
【００４２】
【実施例２】
カーボンブラックを、ＤＢＰ吸油量６０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（トーカブラック＃３８００、東海カーボン社製）２０部に変更する以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製（比重１．２７）した。そして、実施例１と同様の工程で１層構造のロールを作製した。
【００４３】
【実施例３】
カーボンブラックを、ＤＢＰ吸油量１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（トーカブラック＃３８５５、東海カーボン社製）１０部に変更する以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製（比重１．２５）した。そして、実施例１と同様の工程で１層構造のロールを作製した。
【００４４】
【実施例４】
シリコーンゴムを、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．３重量％）に変更し、さらに、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体を５部に、白金の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体を０．７３部に、乾式シリカを１０部に、粉砕石英を８部に、カーボンブラックを１０部にそれぞれ配合割合を変更する以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製（比重１．１０）した。そして、実施例１と同様の工程で１層構造のロールを作製した。
【００４５】
【実施例５】
シリコーンゴムを、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．０７重量％、粘度０．５Ｐａ・ｓ）に変更し、さらに、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体を１．２部に、白金の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体を０．１８部に、乾式シリカを５５部に、粉砕石英を５５部にそれぞれ配合割合を変更し、カーボンブラックを、ＤＢＰ吸油量１２０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０部に変更する以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製（比重１．４０）した。そして、実施例１と同様の工程で１層構造のロールを作製した。
【００４６】
【比較例１】
シリコーンゴムを、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．３重量％）に変更し、さらに、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体を５部に、白金の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体を０．７３部に、乾式シリカを１０部に、粉砕石英を８部に、それぞれ配合割合を変更し、カーボンブラックを、ＤＢＰ吸油量１４８ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック（バルカンＳＣ、キャボット社製）８部に変更する以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製（比重１．０９）した。そして、実施例１と同様の工程で１層構造のロールを作製した。
【００４７】
【比較例２】
カーボンブラックを、ＤＢＰ吸油量１４８ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０部に変更する以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製（比重１．２５）した。そして、実施例１と同様の工程で１層構造のロールを作製した。
【００４８】
【比較例３】
実施例１で用いたゴム組成物と同様のものを用意し、かつ、予備加熱を行わず、加熱架橋する時間を１５分間に変更する以外は、実施例１と同様の工程で１層構造のロールを作製した。
【００４９】
【比較例４】
シリコーンゴムを、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．０７重量％、粘度０．５Ｐａ・ｓ）に変更し、さらに、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体を１．２部に、白金の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体を０．１８部に、乾式シリカを６０部に、粉砕石英を６０部にそれぞれ配合割合を変更し、カーボンブラックを、ＤＢＰ吸油量１４８ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１０部に変更する以外は、実施例１と同様にして、ゴム組成物を調製（比重１．４３）した。そして、実施例１と同様の工程で１層構造のロールを作製した。
【００５０】
このようにして得られた実施例品および比較例品のロールについて、下記の基準に従って得られた測定値等に関して、比較評価を行った。これらの結果を、後記の表１，表２に併せて示した。
【００５１】
〔体積抵抗率〕
体積抵抗率（Ｒｖ１，Ｒｖ２）は、図３に示す形状の電極３１を用いて、ＳＲＩＳ２３０４に準じて、印加電圧１００Ｖで測定した。図において、３１ａは主電極、３１ｂはガード電極である。
【００５２】
〔硬度〕
ＪＩＳＡに準じて硬度を測定した。
【００５３】
〔表面粗さ〕
サーフコム（東京精密社製）にて表面粗さを測定し、Ｒｚ＝３μｍ以下を○、Ｒｚ＝３μｍを超える場合を×とした。
【００５４】
〔電気抵抗のばらつき〕
図４に示すように、ロ−ル４０の表面に針状のピン４１を点接触させて電圧２５０Ｖを印加し、上記ロール４０を軸体の長手方向に１０ｍｍ間隔で電気抵抗を測定した。なお、図において、４２は軸体である。そして、電気抵抗の最大値と最小値の桁数の差を表示した。
【００５５】
〔寸法精度〕
得られたロールを周方向に回転させ、レーザー測定器にてロールの３ヶ所の振れを、ロール両軸部を基準として測定し、最大値０．０６以下を○、０．０６を超える場合を×とした。
【００５６】
【表１】

【００５７】
【表２】

【００５８】
上記表１，表２の結果から、実施例品のロールは、半導電性を有し、電気抵抗のばらつきも低く抑えられ、低硬度で、かつ外径寸法が高精度に形成されていることがわかる。しかも、実施例品のロールはＲｚ＝３μｍ以下の平滑性の高さを有する。これに対して、比較例品の導電性ロールは、上記特性のうち、いずれかの特性が劣ることがわかる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の製法により得られる半導電性ロールは、その半導電性弾性層が、注型成形体そのままからなり、成形型内周面の転写により形成された層であり、液状シリコーンゴムを主成分としＤＢＰ吸油量１２０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラックを含有する特殊な液状ゴム組成物により形成されている。そして、上記半導電性弾性層は、体積抵抗率（Ｒｖ１）が特定範囲内であるとともに、１００μｍ研磨後の半導電性弾性層の体積抵抗率（Ｒｖ２）との差も殆どない〔式（α）の関係を満たす〕ものである。すなわち、特に、成形型にあらかじめ予備加熱を加えるといったロールの製法を採用する際にみられる、液状ゴム組成物中の導電剤の、ロールの軸体の長手方向，軸心方向への偏在が生じることがなく、半導電性弾性層全体に分散されるため、上記製法の利点である短時間で高精度の形成が利用可能な、全体の電気抵抗のばらつきが小さい半導電性ロールとすることができる。したがって、円筒研削等の後加工をしなくとも、成形型から取り出した状態で、寸法精度の満足と、電気抵抗の均一とが得られ、余計な工程を必要としない。さらに、本発明の製法では、ロールを形成する毎に成形型を冷却する必要がなく、冷却工程等の時間および再度成形型を加熱させるための光熱費等を節約することができる。また、加熱状態のままの成形型を、そのまま連続して使用することができるため、一つの成形型で得られるロールの生産数を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製法により得られる半導電性ロールの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の半導電性ロールの製法の一例を示す断面図である。
【図３】体積抵抗率を測定する際に用いる電極の形状を示す説明図である。
【図４】ロールの電気抵抗の測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１軸体
２半導電性弾性層

Claims

軸体と、この軸体の外周に半導電性弾性層とを備えた半導電性ロールの製法であって、上記半導電性弾性層の成形型と、その内部にセットされた軸体とを、均一な温度に予備加熱し、上記成形型内部と軸体との間に、液状シリコーンゴムを主成分とし下記の（Ａ）成分を含有する比重１．１〜１．４の付加反応型の液状シリコーンゴム組成物を注入し、成形型内周面の転写成形により、注型成形体そのままからなり、体積抵抗率（Ｒｖ１）が１×１０³〜１０⁸Ω・ｃｍであるとともに、下記の式（α）の関係を満たす半導電性弾性層を形成することを特徴とする半導電性ロールの製法。
（Ａ）ＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラック。