JP5186337B2 - 発泡弾性体およびその製造方法ならびに電子写真機器用導電性ロール - Google Patents
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Description
・EPDM (エスプレン505/住友化学社製)
・NBR (ニポールDN3335/日本ゼオン社製)
・ヒドリンゴム (エピクロマーCG102/ダイソー社製)
・カーボンブラック (ケッチェンブラックEC/ケッチェンブラック・インターナショナル社製)
・四級アンモニウム塩 (テトラメチルアンモニウムパークロレート)
・酸化亜鉛 (酸化亜鉛2種/堺化学工業株式会社製)
・ステアリン酸 (ルナックS30/花王株式会社製)
・プロセスオイル (ダイアナプロセスPW380/出光興産株式会社製)
・ADCA(発泡剤) (アゾジカルボンアミド/永和化成工業(株)製)
・OBSH(発泡剤) (4,4−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド/永和化成工業(株)製)
・硫黄 (軽井沢精錬社製)
・加硫促進剤1 (ジベンゾチアゾールジスルフィド)
・加硫促進剤2 (テトラメチルチオラムモノサルファイド)
・ナイロン (トレジンEF30T/長瀬ケムロック社製)
表1に示す各配合例1〜9の導電性組成物を調製した。
ナイロン100質量部とカーボンブラック8質量部とをメタノール400質量部に加え、混合撹拌して表層塗工液を調製した。
(実施例1)
配合例1の導電性組成物を、押出成形機で軸芯(φ6mm、SUS304)とともに同時押出して、軸芯の外周面に未架橋未発泡チューブ体を被覆してなる複合体を形成した。得られた複合体を加圧オーブンに投入し、3MPaの加圧下、200℃で15分間加熱処理を行ない、発泡を抑制した状態でゴム表面を架橋させた。その後、複合体から軸芯を除去してチューブ体とし、得られたチューブ体を、常圧下、200℃で30分間加熱処理を行ない、架橋発泡させた。これにより、外周面にスキン層を備え、内周面に開口した発泡セルを備えた発泡チューブ体を得た。
配合例1の導電性組成物に代えて、配合例2〜4の各導電性組成物を用いた点以外は実施例1と同様にして、実施例2〜4に係る各導電性ロールを作製した。
配合例5および6の導電性組成物を、積層押出成形機で導電性シャフト(φ6mm、SUS304)とともに同時押出して、導電性シャフトの外周に2層のゴム層を積層してなる複合体を形成した。得られた複合体を筒状金型(φ9.0mm、SUS304)に挿入後、160℃で30分間加熱処理を行ない、ゴム層の内層を架橋発泡させた。これにより、ロール体を作製した(内層厚み1mm、外層厚み0.5mm)。次いで、実施例1と同様にして、厚み15μmの表層を形成した。以上のようにして、比較例1に係る導電性ロールを作製した。
配合例4の導電性組成物を、押出成形機で導電性シャフト(φ6mm、SUS304)とともに同時押出して、導電性シャフトの外周面に未架橋未発泡チューブ体を被覆してなる複合体を形成した。得られた複合体を筒状金型(φ9.0mm、SUS304)に挿入後、160℃で30分間加熱処理を行ない、チューブ体を架橋発泡させた。これにより、ロール体を作製した(ゴム層厚み1.5mm)。次いで、実施例1と同様にして、厚み15μmの表層を形成した。以上のようにして、比較例2に係る導電性ロールを作製した。
比較例2において、筒状金型(φ9.0mm、SUS304)に代えて、φ9.0mmの通気性金属筒状金型を用いて複合体を加熱処理した点以外は、比較例2と同様にして、比較例3に係る導電性ロールを作製した。
比較例2において、導電性シャフト(φ6mm、SUS304)に代えて、φ6mmの通気性金属シャフトとともに同時押出した点以外は、比較例2と同様にして、比較例4に係る導電性ロールを作製した。すなわち、比較例4に係る導電性ロールは、導電性シャフトが通気性金属で形成されている。
比較例2において、複合体を60℃乾熱環境下で24時間熟成させた後、複合体を160℃で30分間加熱処理した点以外は、比較例2と同様にして、比較例5に係る導電性ロールを作製した。
実施例1〜4および比較例1〜5に係る各導電性ロールについて、以下の評価方法に基づいて、表面性評価および硬度評価を行なった。また、MD−1硬度を測定した。その結果を表2に示す。また、併せて生産工程の比較を表2に示す。
各導電性ロールを、帯電ロールとして市販のカラーレーザープリンター(HP製、Color Laser Jet 3800dn)にセットし、15℃×10%RH環境下で25%ハーフトーン画像出しを行なった。出力画像上に斑点状の黒点不具合が発生しなかったものを「○」、出力画像上に斑点状の黒点不具合が発生したが軽微なものを「△」、出力画像上に斑点状の黒点不具合が顕著に発生したものを「×」とした。
各導電性ロールを、帯電ロールとして市販のカラーレーザープリンター(HP製、Color Laser Jet 3800dn)にセットし、15℃×10%RH環境下、5%濃度でカートリッジの寿命まで耐久出力した。耐久後に感光ドラム表面および導電性ロール表面にトナー融着がなかったものを「○」、耐久後に感光ドラム表面および導電性ロール表面にトナー融着があったが出力画像に変化がないものを「△」、耐久後に感光ドラム表面および導電性ロール表面にトナー融着があり、出力画像に露呈するものを「×」とした。
各導電性ロールの表面硬度を、MD−1硬度計(高分子計器(株)製、「マイクロゴム硬度計MD−1型」)により測定(N=3)した。
(実施例5〜11)
配合例7〜9の各導電性組成物を、押出成形機で径の異なる軸芯(φ2〜6mm、SUS304)とともに同時押出して、各軸芯の外周面に各未架橋未発泡チューブ体を被覆してなる各複合体を形成した。得られた各複合体を加圧オーブンに投入し、1MPaの加圧下、150℃で15分間加熱処理を行ない、発泡を抑制した状態でゴム表面を架橋させた。その後、各複合体から各軸芯を除去して各チューブ体とし、得られた各チューブ体を、常圧下、150℃で30分間加熱処理を行ない、架橋発泡させた。これにより、外周面にスキン層を備え、内周面に開口した発泡セルを備えた各発泡チューブ体(実施例5〜11)を得た。
実施例5〜11に係る各導電性ロールについて、以下の電気抵抗分布、画像周ムラ、耐ヘタリ性の評価を行なった。なお、参考データとして、MD−1硬度およびAsker−C硬度を測定した。その結果を表3に示す。
厚み5mmの円盤状回転電極の周面を、導電性ロールの表面に軸方向を合わせて荷重35gで押し当てた。この状態で導電性ロールを60rpmの回転数にて回転させ、導電性シャフトに−200Vの直流電圧を印加した。その後、回転電極を導電性ロールの軸方向に5mm/秒の速度で移動させ、ロール表面を螺旋状に全面接触させた。その間、導電性ロールを通じて流れた電流を記録し、その最大値:αと、最小値:βとから、下式(1)を用いて電気抵抗分布を桁数として算出した。
電気抵抗分布=Log10(α/β)・・・(1)
導電性ロールを、帯電ロールとして、帯電ロールとして市販のカラーレーザープリンター(HP製、Color Laser Jet 3800dn)のカートリッジにセットし、黒ベタおよび25%ハーフトーン画像出しを行なった。得られた画像いずれにおいてもロールピッチで画像濃度ムラがないものを「優」、ロールピッチで軽微な画像濃度ムラがあるものを「良」、ロールピッチで明確な画像濃度ムラがあるものを「劣」とした。
導電性ロールを、帯電ロールとして、帯電ロールとして市販のカラーレーザープリンター(HP製、Color Laser Jet 3800dn)のカートリッジにセットし、その状態で40℃×95%RH環境下に1週間放置し、その後、25%ハーフトーン画像出しを行った。得られた画像において、ロールピッチで画像スジがないものを「優」、ロールピッチで軽微な画像スジがあるものを「良」、ロールピッチで明確な画像スジがあるものを「劣」とした。
12 スキン層
14 発泡セル
14a 開口した発泡セル
20 電子写真機器用導電性ロール
22 導電性シャフト
24 表層
26 中間層
Claims (12)
- 電子写真機器用導電性ロールに用いられるチューブ状の発泡弾性体であって、
発泡セルを有さないスキン層を外周面に備え、かつ、内周面に開口した発泡セルを備えていることを特徴とする発泡弾性体。 - 前記スキン層の厚みは、10〜100μmの範囲内にあることを特徴とする請求項1に記載の発泡弾性体。
- 前記発泡弾性体の発泡セルは、径方向内側に向かって徐々にセル径が大きくなっていることを特徴とする請求項1または2に記載の発泡弾性体。
- 前記スキン層は、軸芯の外周面に未架橋未発泡のチューブ体が成形された状態で、前記チューブ体の外周面が未発泡で架橋されて形成されたものであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の発泡弾性体。
- 前記スキン層は、加圧下で前記チューブ体を加熱することにより形成されたものであることを特徴とする請求項4に記載の発泡弾性体。
- 請求項1から5のいずれかに記載の発泡弾性体と、
前記発泡弾性体に挿入された軸体とを備えたことを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。 - 前記軸体の外径の30%〜85%の範囲内にある内径を有するチューブ状の発泡弾性体内に前記軸体が挿入されていることを特徴とする請求項6に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記発泡弾性体は、イオン導電性ゴム材料より形成されていることを特徴とする請求項6または7に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記軸体は中実体であることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 電子写真機器用導電性ロールに用いられる発泡弾性体の製造方法であって、
未架橋未発泡のチューブ体を成形する工程と、
前記チューブ体の外周面を未発泡で架橋して発泡セルを有さないスキン層を形成する工程と、
前記スキン層を形成した後の未架橋部分を発泡架橋する工程とを有することを特徴とする発泡弾性体の製造方法。 - 前記スキン層を形成する工程において、前記チューブ体に軸芯を挿入した状態で前記チューブ体を加熱することを特徴とする請求項10に記載の発泡弾性体の製造方法。
- 前記スキン層を形成する工程において、加圧下で前記チューブ体を加熱することを特徴とする請求項10または11に記載の発泡弾性体の製造方法。
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