JP5386025B1 - 導電性ゴムローラ用組成物および導電性ゴムローラ - Google Patents
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Abstract
【課題】(メタ)アクリル酸エステル化合物のブリードを抑制できながら、電気抵抗環境依存性の低減を図ることができるイオン導電性のゴム層を形成できる導電性ゴムローラ用組成物、および、そのイオン導電性のゴム層を備える導電性ゴムローラを提供すること。
【解決手段】導電性ゴムローラ用組成物に、イオン導電性を有するゴム成分と、下記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物とを含有させる。
一般式(1):
【化1】
(式中、R1は、メチル基または水素原子を示す。R2は、炭素数1〜4のアルキレン基を示す。R3は、炭素数1〜20の一価の炭化水素基または水素原子を示す。aは、2以上の整数を示す。)
【選択図】なし
【解決手段】導電性ゴムローラ用組成物に、イオン導電性を有するゴム成分と、下記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物とを含有させる。
一般式(1):
【化1】
(式中、R1は、メチル基または水素原子を示す。R2は、炭素数1〜4のアルキレン基を示す。R3は、炭素数1〜20の一価の炭化水素基または水素原子を示す。aは、2以上の整数を示す。)
【選択図】なし
Description
本発明は、導電性ゴムローラ用組成物および導電性ゴムローラ、詳しくは、電子写真方式の画像形成装置などに用いられる導電性ゴムローラ、および、その導電性ゴムローラに好適な導電性ゴムローラ用組成物に関する。
従来より、電子写真方式が採用される画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、トナー像が形成される感光ドラムと、その感光ドラムに対向配置される導電性ゴムローラとを備えている。導電性ゴムローラとしては、例えば、感光ドラムを帯電させるための帯電ローラや、感光ドラムにトナーを供給するための現像ローラ、感光ドラムからトナー像を用紙に転写するための転写ローラなどが挙げられる。
このような導電性ゴムローラとして、芯金と、芯金の外周に形成され、イオン導電性を有するゴム層とを備える導電性ゴムローラが知られている。
しかるに、導電性ゴムローラには、画像形成動作時においてバイアスが印加されるところ、イオン導電性を有するゴム層は、外部環境(例えば、湿度および温度)の変化に伴ない電気抵抗が変動するので、印加されたバイアスが、外部環境(例えば、湿度および温度)に依存するという不具合がある。
そこで、外部環境(例えば、湿度および温度)の変化に伴なう電気抵抗の変動(以下、電気抵抗環境依存性とする。)が小さい、イオン導電性を有するゴム層を備える導電性ゴムローラが種々検討されている。
例えば、イオン導電性を有するゴム層が、イオン導電性のベースゴム100重量部に対して、メタクリル酸エステルを3〜20重量部添加した半導電性ローラ用ゴム組成物から形成される半導電性ローラが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に記載の半導電性ローラでは、半導電性ローラ用ゴム組成物においてメタクリル酸エステルが、イオン導電性のベースゴム100重量部に対して、3〜20重量部添加されているので、半導電性ローラの長期使用時において、メタクリル酸エステルがベースゴムからブリードして、感光ドラムの周辺が汚染されるおそれがある。
一方、メタクリル酸エステルのブリードを抑制すべく、半導電性ローラ用ゴム組成物におけるメタクリル酸エステルの添加量を低減すると、イオン導電性を有するゴム層の電気抵抗環境依存性を低減させる効果が不十分となる。
そこで、本発明の目的は、(メタ)アクリル酸エステル化合物のブリードを抑制できながら、電気抵抗環境依存性の低減を図ることができるイオン導電性のゴム層を形成できる導電性ゴムローラ用組成物、および、そのイオン導電性のゴム層を備える導電性ゴムローラを提供することにある。
本発明の導電性ゴムローラ用組成物は、イオン導電性を有するゴム成分と、下記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物と、を含有することを特徴としている。
一般式(1):
(式中、R1は、メチル基または水素原子を示す。R2は、炭素数1〜4のアルキレン基を示す。R3は、炭素数1〜20の一価の炭化水素基または水素原子を示す。aは、2以上の整数を示す。)
また、本発明の導電性ゴムローラ用組成物では、前記(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有割合が、前記ゴム成分100質量部に対して、3質量部未満であることが好適である。
また、本発明の導電性ゴムローラ用組成物では、前記(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有割合が、前記ゴム成分100質量部に対して、3質量部未満であることが好適である。
本発明の導電性ゴムローラは、軸部と、上記の導電性ゴムローラ用組成物からなり、前記軸部を被覆するように設けられるイオン導電性のゴム層と、を備えることを特徴としている。
本発明の導電性ゴムローラ用組成物によれば、上記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を含有しているので、その(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有割合を低減しても、電気抵抗環境依存性を十分に低減することができるイオン導電性のゴム層を形成できる。
つまり、本発明の導電性ゴムローラ用組成物は、(メタ)アクリル酸エステル化合物のブリードを抑制できながら、電気抵抗環境依存性の低減を図ることができるイオン導電性のゴム層を形成できる。
よって、本発明の導電性ゴムローラは、導電性ゴムローラ用組成物から形成されるイオン導電性のゴム層を備えるので、(メタ)アクリル酸エステル化合物のブリードを抑制できながら、電気抵抗環境依存性の低減を図ることができる。
導電性ゴムローラ用組成物は、イオン導電性を有するゴム成分と、下記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物とを含有している。
イオン導電性を有するゴム成分は、少なくともイオン導電性ポリマーを含有している。
イオン導電性ポリマーとしては、例えば、ニトリルゴム(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、フッ素ゴム、ノルボルネンゴムなどが挙げられる。このようなイオン導電性ポリマーは、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
このようなイオン導電性ポリマーのなかでは、好ましくは、ニトリルゴムおよびエピクロルヒドリンゴムが挙げられ、さらに好ましくは、ニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムとの併用が挙げられる。
ニトリルゴムとしては、例えば、アクリロニトリルと1,3−ブタジエンとの共重合体(アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR))、水素添加ニトリルゴム(HNBR)、カルボキシ基が導入されたカルボキシル化ニトリルゴム(XNBR)、アクリロニトリルと1,3−ブタジエンとイソプレンとの三元共重合体(アクリロニトリル・ブタジエン・イソプレン三元共重合体(NBIR))などが挙げられる。このようなニトリルゴムは、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
また、このようなニトリルゴムのなかでは、好ましくは、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)が挙げられる。
また、ニトリルゴムにおけるアクリロニトリル含有量(中心値)は、例えば、15質量%以上であり、例えば、40質量%未満、導電性ゴムローラ(後述)の耐寒性を考慮すると、好ましくは、35質量%未満、さらに好ましくは、30質量%未満、とりわけ好ましくは、20質量%未満である。
また、ニトリルゴムのムーニー粘度(ML1+4、at100℃)は、例えば、20以上、好ましくは、30以上であり、例えば、80未満、好ましくは、70未満である。
エピクロルヒドリンゴムとしては、例えば、エピクロルヒドリンの単独重合体、エピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの二元共重合体(エピクロルヒドリン・エチレンオキサイド共重合体)、エピクロルヒドリンとアリルグリシジルエーテルとの二元共重合体(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とエチレンオキサイドとアリルグリシジルエーテルとの三元共重合体(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)などが挙げられる。このようなエピクロルヒドリンゴムは、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
このようなエピクロルヒドリンゴムのなかでは、好ましくは、エピクロルヒドリン・エチ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、および、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が挙げられ、さらに好ましくは、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および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が挙げられ、とりわけ好ましくは、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が挙げられる。
また、エピクロルヒドリンゴムがエチレンオキサイド(EO)ユニットを含有する場合(エピクロルヒドリン・エチレンオキサイド二元共重合体、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)、エピクロルヒドリンゴムにおけるエチレンオキサイド含有量(中心値)は、例えば、1mol%以上であり、例えば、70mol%未満、好ましくは、60mol%未満、さらに好ましくは、55mol%未満である。
エピクロルヒドリンゴムにおけるエチレンオキサイド含有量(中心値)が、上記下限以上または上記上限未満であると、導電性ゴムローラ(後述)の電気抵抗環境依存性の低減を確実に図ることができる。
また、エピクロルヒドリンゴムのムーニー粘度(ML1+4、at100℃)は、例えば、20以上、好ましくは、30以上であり、例えば、80未満、好ましくは、70未満である。
このようなイオン導電性ポリマーの含有割合は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、70質量部以上、好ましくは、80質量部以上、さらに好ましくは、85質量部以上であり、例えば、100質量部以下、好ましくは、95質量部以下である。
イオン導電性ポリマーの含有割合が、上記下限以上であると、導電性ゴムローラ(後述)にイオン導電性を確実に付与できる。
また、イオン導電性ポリマーがニトリルゴムおよびエピクロルヒドリンゴムのそれぞれを含有する場合、ニトリルゴムの含有割合は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、30質量部以上、好ましくは、40質量部以上、さらに好ましくは、50質量部以上、とりわけ好ましくは、60質量部以上であり、例えば、90質量部未満、好ましくは、80質量部未満、さらに好ましくは、70質量部未満である。
ニトリルゴムの含有割合が、上記下限以上または上記上限未満であると、導電性ゴムローラ(後述)の電気抵抗環境依存性の低減を確実に図ることができる。
また、エピクロルヒドリンゴムの含有割合は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、5質量部以上、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、例えば、60質量部未満、好ましくは、50質量部未満、さらに好ましくは、40質量部未満である。
エピクロルヒドリンゴムの含有割合が、上記下限以上であると、導電性ゴムローラ(後述)の導電性の向上を図ることができ、上記上限未満であると、導電性ゴムローラ(後述)の電気抵抗環境依存性の低減を確実に図ることができる。
また、イオン導電性を有するゴム成分は、好ましくは、その他のポリマーを含有する。
その他のポリマーとしては、例えば、ジエン系ゴム(例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴムなど)、例えば、非ジエン系ゴム(例えば、エチレン・プロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴムなど)などが挙げられる。その他のポリマーは、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
また、その他のポリマーのなかでは、導電性ゴムローラ(後述)のオゾンに対する劣化低減を考慮すると、好ましくは、非ジエン系ゴムが挙げられ、さらに好ましくは、エチレン・プロピレンゴムが挙げられる。
エチレン・プロピレンゴムとしては、例えば、エチレンとプロピレンとの共重合体(エチレン・プロピレン共重合体(EPM))、ジエン類が導入されたエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)などが挙げられ、好ましくは、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)が挙げられる。このようなエチレン・プロピレンゴムは、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
また、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)に導入されるジエン類としては、例えば、エチリデンノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエンなどが挙げられ、好ましくは、エチリデンノルボルネンが挙げられる。
また、その他のポリマーの含有割合は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、5質量部以上であり、例えば、40質量部未満、好ましくは、30質量部未満、さらに好ましくは、20質量部未満である。
(メタ)アクリル酸エステル化合物は、アクリル酸エステル化合物、および/または、メタクリル酸エステル化合物であって、具体的には、下記一般式(1)で示される。
一般式(1):
(式中、R1は、メチル基または水素原子を示す。R2は、炭素数1〜4のアルキレン基を示す。R3は、炭素数1〜20の一価の炭化水素基または水素原子を示す。aは、2以上の整数を示す。)
上記一般式(1)において、aは2以上の整数であり、R2は、同一種類でもよく、あるいは、複数種類(2種類以上)併用されていてもよい。
上記一般式(1)において、aは2以上の整数であり、R2は、同一種類でもよく、あるいは、複数種類(2種類以上)併用されていてもよい。
上記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物には、R2が複数種類併用されている場合には、(R2O)aユニットとして、ランダム共重合体ユニットおよびブロック共重合体ユニットが含まれ、下記一般式(2)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物((R2O)aユニットがブロック共重合体ユニット)が含まれる。
一般式(2):
一般式(2):
(式中、R1は、メチル基または水素原子を示す。R3は、炭素数1〜20の一価の炭化水素基または水素原子を示す。R4およびR5のそれぞれは、炭素数1〜4のアルキレン基を示し、互いに炭素数の異なるアルキレン基を示す。bおよびcのそれぞれは、1以上の整数を示す。)
上記一般式(1)および(2)において、R1で示されるメチル基または水素原子としては、好ましくは、メチル基が挙げられる。つまり、上記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、導電性ゴムローラ(後述)の電気抵抗環境依存性の低減を考慮すると、好ましくは、メタクリル酸エステル化合物が挙げられる。
上記一般式(1)および(2)において、R1で示されるメチル基または水素原子としては、好ましくは、メチル基が挙げられる。つまり、上記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、導電性ゴムローラ(後述)の電気抵抗環境依存性の低減を考慮すると、好ましくは、メタクリル酸エステル化合物が挙げられる。
上記一般式(1)および(2)において、R2、R4およびR5で示されるアルキレン基としては、例えば、炭素数1〜4の直鎖状のアルキレン基(メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基)、例えば、炭素数2〜4の分岐状のアルキレン基(メチルメチレン基、エチルメチレン基、メチルエチレン基、エチルエチレン基、メチルプロピレン基など)などが挙げられる。
このようなR2で示されるアルキレン基としては、好ましくは、炭素数2〜4の直鎖状または分岐状のアルキレン基が挙げられ、さらに好ましくは、エチレン基およびメチルエチレン基が挙げられ、とりわけ好ましくは、エチレン基が挙げられる。
このような上記一般式(1)におけるR2は、好ましくは、同一である。
また、上記一般式(2)において、R4およびR5のそれぞれは、互いに炭素数の異なるアルキレン基であって、いずれか一方が、炭素数のより少ないアルキレン基であり、いずれか他方が、炭素数のより多いアルキレン基である。
上記一般式(2)において、R4またはR5で示され、炭素数のより少ないアルキレン基としては、例えば、炭素数1〜3の直鎖状のアルキレン基、例えば、炭素数2または3の分岐状のアルキレン基などが挙げられ、好ましくは、炭素数1〜3の直鎖状のアルキレン基が挙げられ、さらに好ましくは、エチレン基が挙げられる。
また、上記一般式(2)において、R4またはR5で示され、炭素数のより多いアルキレン基としては、例えば、炭素数2〜4の直鎖状のアルキレン基、例えば、炭素数3または4の分岐状のアルキレン基などが挙げられ、好ましくは、炭素数3または4の分岐状のアルキレン基が挙げられ、さらに好ましくは、メチルエチレン基が挙げられる。
また、上記一般式(2)において、好ましくは、R4が炭素数のより少ないアルキレン基を示し、R5が炭素数のより多いアルキレン基を示す。
上記一般式(1)および(2)において、R3で示される炭素数1〜20の一価の炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20の飽和炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基などが挙げられる。
炭素数1〜20の飽和炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20の直鎖状のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、n−オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基)、例えば、炭素数1〜20の分岐状のアルキル基(例えば、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、2−プロピルペンチル基、イソデシル基、2−メチルヘキサデシル基、2−エチルヘキサデシル基など)、例えば、炭素数3〜20のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基など)などが挙げられる。
また、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数6〜20のアリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)、例えば、炭素数7〜20のアラルキル基(例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、メチルベンジル基、など)などが挙げられる。
アリール基の置換基としては、例えば、ヒドロキシル基、例えば、ハロゲン原子(例えば、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素など)、例えば、炭素数1〜14のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基など)、例えば、炭素数1〜14のアルキル基(例えば、上記した直鎖状および分岐状アルキル基のうち、炭素数1〜14のアルキル基など)が挙げられる。このようなアリール基の置換基のなかでは、好ましくは、炭素数1〜14のアルキル基が挙げられ、さらに好ましくは、炭素数5〜14の直鎖状のアルキル基が挙げられる。
このようなR3で示される炭素数1〜20の一価の炭化水素基としては、好ましくは、炭素数1〜20の飽和炭化水素基が挙げられ、さらに好ましくは、炭素数1〜20の直鎖状または分岐状のアルキル基が挙げられ、とりわけ好ましくは、炭素数1〜4の直鎖状のアルキル基が挙げられる。
上記一般式(1)においてa(上記一般式(2)においてbおよびcのそれぞれ)は、重合度の平均値であって、上記一般式(1)においてa(上記一般式(2)においてbおよびcの総和)は、2以上の整数であり、好ましくは、3以上、さらに好ましくは、7以上であり、例えば、40未満、好ましくは、35未満、さらに好ましくは、30未満、とりわけ好ましくは、25未満である。a(bとcとの総和)が、上記下限以上または上記上限未満であると、導電性ゴムローラ(後述)の電気抵抗環境依存性の低減を確実に図ることができる。
また、上記一般式(2)において、R4が炭素数のより少ないアルキレン基を示し、R5が炭素数のより多いアルキレン基を示す場合、bとcとの割合(b:c)は、例えば、2:8〜9:1、好ましくは、6:4〜8:2である。bとcとの割合(b:c)が、上記範囲内であると、導電性ゴムローラ(後述)の電気抵抗環境依存性の低減を確実に図ることができる。
このような(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1およびR3のそれぞれがメチル基、R2がエチレン基)、オクトキシポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンメタクリレート(上記一般式(2)において、R1がメチル基、R3が2−プロピルペンチル基、R4がエチレン基、R5がメチルエチレン基)、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(上記一般式(1)において、R1が水素原子、R2がエチレン基、R3がメチル基)、EO変性ノニルフェノールアクリレート(4−ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート)(上記一般式(1)において、R1が水素原子、R2がエチレン基、R3が4−ノニルフェニル基)などのアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート(アルコキシポリオキシアルキレン(メタ)アクリレート)、例えば、ポリエチレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1がメチル基、R2がエチレン基、R3が水素原子)、ポリプロピレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1がメチル基、R2がメチルエチレン基、R3が水素原子)、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンメタクリレート(上記一般式(2)において、R1がメチル基、R3が水素原子、R4がエチレン基およびR5がメチルエチレン基、または、R4がメチルエチレン基およびR5がエチレン基)などのポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート(ポリオキシアルキレン(メタ)アクリレート)などが挙げられる。このような(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、例えば、市販品を用いることもできる。
メトキシポリエチレングリコールメタクリレートの市販品としては、例えば、ブレンマーPME−100(上記一般式(1)においてaが約2(平均値)、日油社製)、例えば、ブレンマーPME−200(上記一般式(1)においてaが約4(平均値)、日油社製)、例えば、ブレンマーPME−400(上記一般式(1)においてaが約9(平均値)、日油社製)、例えば、ライトエステル130MA(上記一般式(1)においてaが約9(平均値)、共栄社化学社製)、例えば、MPEM−400(上記一般式(1)においてaが約8〜9(平均値)、第一工業製薬社製)、例えば、ブレンマーPME−1000(上記一般式(1)においてaが約23(平均値)、日油社製)、例えば、MPEM−1000(上記一般式(1)においてaが約23(平均値)、第一工業製薬社製)、例えば、ライトエステル041MA(上記一般式(1)においてaが約30(平均値)、共栄社化学社製)などが挙げられる。
オクトキシポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンメタクリレートの市販品としては、例えば、ブレンマー50POEP−800B(上記一般式(2)において、bが約8(平均値)、cが約6(平均値)、日油社製)などが挙げられる。
メトキシポリエチレングリコールアクリレートの市販品としては、例えば、ライトアクリレート130A(上記一般式(1)においてaが約9(平均値)、共栄社化学社製)などが挙げられる。
EO変性ノニルフェノールアクリレートの市販品としては、例えば、N−177E(上記一般式(1)においてaが約16〜17(平均値)、第一工業製薬社製)などが挙げられる。
ポリエチレングリコールメタクリレートの市販品としては、例えば、ブレンマーPE−90(上記一般式(1)においてaが約2(平均値)、日油社製)、例えば、ブレンマーPE−200(上記一般式(1)においてaが約4.5(平均値)、日油社製)、例えば、ブレンマーPE−350(上記一般式(1)においてaが約8(平均値)、日油社製)などが挙げられる。
ポリプロピレングリコールメタクリレートの市販品としては、例えば、ブレンマーPP−1000(上記一般式(1)においてaが約4〜6(平均値)、日油社製)、例えば、ブレンマーPP−500(上記一般式(1)においてaが約9(平均値)、日油社製)、例えば、ブレンマーPP−800(上記一般式(1)においてaが約13(平均値)、日油社製)などが挙げられる。
ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンメタクリレートの市販品としては、例えば、ブレンマー50PEP−300(上記一般式(2)において、bが約3(平均値)、cが約2(平均値)、日油社製)、例えば、ブレンマー70PEP−350B(上記一般式(2)において、bが約5(平均値)、cが約2(平均値)、日油社製)などが挙げられる。
また、このような(メタ)アクリル酸エステル化合物は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。
また、(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有割合は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.5質量部以上、さらに好ましくは、1質量部以上であり、例えば、5質量部以下、好ましくは、3質量部未満、さらに好ましくは、2質量部以下である。
(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有割合が、上記下限以上であると、導電性ゴムローラ(後述)の電気抵抗環境依存性のさらなる低減を図ることができ、上記上限未満であると、導電性ゴムローラから(メタ)アクリル酸エステル化合物がブリードすることを抑制できる。
また、導電性ゴムローラ用組成物には、上記のゴム成分および(メタ)アクリル酸エステル化合物に加えて、充填剤、加工助剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、発泡剤などを任意成分として添加することもできる。
充填剤としては、例えば、カーボンブラック(例えば、アセチレンブラック、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など)、金属酸化物粒子(例えば、酸化チタン粒子、酸化錫粒子、酸化亜鉛粒子、酸化マグネシウム粒子、アルミナ粒子など)、シリカ、クレー、コルク、タルク、炭酸カルシウム、二塩基亜リン酸塩、塩基性炭酸マグネシウムなどが挙げられる。このような充填剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。また、このような充填剤のなかでは、好ましくは、カーボンブラックが挙げられ、さらに好ましくは、サーマルブラックが挙げられる。
充填剤の添加割合は、例えば、ゴム成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、3質量部以上であり、例えば、30質量部未満、好ましくは、8質量部未満である。
加工助剤としては、例えば、脂肪酸(例えば、ステアリン酸、オレイン酸など)、例えば、金属酸化物(例えば、酸化亜鉛(亜鉛華)など)などが挙げられる。このような加工助剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。また、このような加工助剤のなかでは、好ましくは、脂肪酸が挙げられ、さらに好ましくは、ステアリン酸が挙げられる。
加工助剤の添加割合は、例えば、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.5質量部以上であり、例えば、10質量部未満、好ましくは、3質量部未満である。
加工助剤の添加割合が、上記下限以上であると、導電性ゴムローラ用組成物の加工性の向上を図ることができる。
加硫剤(架橋剤と同意義)としては、例えば、硫黄、硫黄系有機化合物、有機過酸化物などが挙げられる。
硫黄系有機化合物としては、例えば、テトラアルキルチラウム−ジスルフィド、モルホリン−ジスルフィド、アルキル−フェノール−ジスルフィドなどが挙げられる。
有機過酸化物としては、例えば、パーオキシケタール類(例えば、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、n−ブチル,4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサンなど)、例えば、ジアルキルパーオキサイド類(例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ(2−t−ブチルパーオキシプロピル)ベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3−ヘキシンなど)、例えば、ジアシルパーオキサイド類(例えば、ジ(3−t−ブチルベンゾイル)パーオキサイド、ジ(4−t−ブチルベンゾイル)パーオキサイドなど)、例えば、パーオキシエステル類(例えば、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)−ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエートなど)などが挙げられる。
このような加硫剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。また、このような加硫剤のなかでは、コストおよび耐摩耗性を考慮すると、好ましくは、硫黄および硫黄系有機化合物が挙げられ、さらに好ましくは、硫黄が挙げられる。
加硫剤の添加割合は、例えば、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.05質量部以上、好ましくは、0.1質量部以上であり、例えば、5質量部未満、好ましくは、1質量部未満である。
加硫剤の添加割合が、上記下限以上であると、導電性ゴムローラ用組成物を確実に加硫することができ、上記上限未満であると、導電性ゴムローラ(後述)に好適な弾性を確保することができる。
加硫促進剤(架橋促進剤と同意義)としては、例えば、チアゾール類(例えば、2,2’−ジチオビスベンゾチアゾール(DM)、2−メルカプトベンゾチアゾール(M)、2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩(MZ)など)、例えば、スルフェンアミド類(例えば、ジイソプロピルスルフェンアミド類(DIBS)、シクロヘキシルスルフェンアミド(CZ)など)、例えば、チラウム類(例えば、テトラメチルチラウム−ジスルフィド(TMT)、テトラエチルチラウム−ジスルフィド(TET)、ジペンタメチレンチラウム−テトラスルフィド(TRA)など)、例えば、ジチオカルバミン酸塩(例えば、ジメチルジチオカーバメート亜鉛塩(PZ)、ジエチルジチオカーバメート亜鉛塩(EZ)など)、例えば、グアニジン類、チオウレア類、アルデヒドアンモニア類、ザンテート類などが挙げられる。このような加硫促進剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。また、このような加硫促進剤のなかでは、好ましくは、チアゾール類およびチラウム類が挙げられ、さらに好ましくは、チアゾール類およびチラウム類の併用が挙げられ、とりわけ好ましくは、2,2’−ジチオビスベンゾチアゾール(DM)およびテトラメチルチラウム−ジスルフィド(TMT)の併用が挙げられる。
加硫促進剤の添加割合は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、10質量部未満、好ましくは、5質量部未満である。
加硫促進剤の添加割合が、上記下限以上であると、加硫剤の添加量の低減を図ることができる。
また、加硫促進剤として、チアゾール類およびチラウム類が併用される場合、チアゾール類の添加割合は、チラウム類1質量部に対して、例えば、0.5質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、8質量部未満、好ましくは、5質量部未満である。
加硫促進助剤(架橋促進助剤と同意義)としては、例えば、上記した加工助剤と同様の脂肪酸および金属酸化物などが挙げられる。このような加硫促進助剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。また、このような加硫促進助剤のなかでは、好ましくは、金属酸化物が挙げられ、さらに好ましくは、酸化亜鉛(亜鉛華)が挙げられる。
加硫促進助剤の添加割合は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、1質量部以上、好ましくは、3質量部以上であり、例えば、10質量部未満、好ましくは、8質量部未満である。
加硫促進助剤の添加割合が、上記下限以上であると、加硫剤および加硫促進剤の添加量の低減を図ることができる。
発泡剤としては、例えば、化学発泡剤が挙げられ、化学発泡剤としては、例えば、有機系の発泡剤、無機系の発泡剤などが挙げられる。
有機系の発泡剤としては、例えば、アゾ化合物(例えば、アゾジカルボンアミド(ADCA)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、バリウムアゾジカルボキシラート(Ba/AC)など)、例えば、ニトロソ化合物(例えば、N,N‘−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)など)、例えば、ヒドラジン誘導体(例えば、ベンゼンスルホニルヒドラジド(BSH)、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)、トルエンスルホニルヒドラジド(TSH)、ヒドラゾジカルボアミド(HDCA)など)などが挙げられる。
無機系の発泡剤としては、例えば、重炭酸ナトリウム(重曹)、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウムなどが挙げられる。
このような発泡剤は、単独で使用してもよく、あるいは、併用することもできる。また、このような発泡剤のなかでは、好ましくは、有機系の発泡剤が挙げられ、さらに好ましくは、アゾ化合物、ニトロソ化合物およびヒドラジン誘導体が挙げられ、とりわけ好ましくは、アゾジカルボンアミド(ADCA)、N,N‘−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)および4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)が挙げられる。
発泡剤の添加割合は、ゴム成分100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上、好ましくは、1質量部以上であり、例えば、10質量部未満、好ましくは、5質量部未満である。
発泡剤の添加割合が、上記下限以上であると、導電性ゴムローラ用組成物を確実に発泡させることができる。
さらに、導電性ゴムローラ用組成物には、必要により、例えば、老化防止剤(例えば、アミン系老化防止剤、フェノール系老化防止剤など)、補強剤、軟化剤(例えば、オイル、ワックスなど)、短繊維、粘着付与剤、スコーチ防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、難燃剤、耐油性向上剤、共架橋剤などの公知の添加剤を適宜の割合で添加してもよい。
次に、導電性ゴムローラ用組成物の調製方法について説明する。
このような導電性ゴムローラ用組成物を調製するには、まず、イオン導電性ポリマーと、好ましくは、その他のポリマーとを上記した含有割合で、混練機に投入して攪拌混合する。
混練機としては、例えば、オープンロール、バンバリーミキサー、ニ−ダーなどが挙げられ、好ましくは、オープンロールが挙げられる。
イオン導電性ポリマーとその他のポリマーとの混合方法としては、例えば、乾式混合、湿式混合などが挙げられ、好ましくは、乾式混合が挙げられる。
これにより、イオン導電性を有するゴム成分が調製される。
次いで、イオン導電性を有するゴム成分に、上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を、上記した含有割合で、混練機に投入して攪拌混合する。
ゴム成分と(メタ)アクリル酸エステル化合物との混合方法としては、例えば、乾式混合、湿式混合などが挙げられ、好ましくは、乾式混合が挙げられる。
また、充填剤、加工助剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、発泡剤および添加剤は、上記の(メタ)アクリル酸エステル化合物とともに、上記した添加割合で混練機に投入され攪拌混合される。
以上により、導電性ゴムローラ用組成物が調製される。
このようにして得られた本発明の導電性ゴムローラ用組成物は、上記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を含有している。
そのため、導電性ゴムローラ用組成物において、(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有割合を低減しても、電気抵抗環境依存性を十分に低減することができるイオン導電性のゴム層を形成できる。
つまり、導電性ゴムローラ用組成物は、(メタ)アクリル酸エステル化合物のブリードを抑制できながら、電気抵抗環境依存性の低減を図ることができるイオン導電性のゴム層を形成できる。
その結果、本発明の導電性ゴムローラ用組成物は、電子写真方式の画像形成装置などに用いられる導電性ゴムローラの材料(導電性ゴムローラ材料)として好適に用いることができる。
次に、本発明の導電性ゴムローラを製造する方法について、図1を参照して説明する。
この方法では、図1(a)および図1(b)に示すように、導電性ゴムローラ用組成物からなるイオン導電性のゴム層2が、軸部3を被覆するように設けられる。
軸部3は、図1(a)に示すように、例えば、鉄、ステンレスなどの公知の金属から略円柱形状に形成され、好ましくは、ステンレスから略円柱形状に形成されている。
ゴム層2を軸部3に設ける方法としては、例えば、上記の導電性ゴムローラ用組成物から略円筒形状のゴム層2を成形した後、そのゴム層2に軸部3を挿入する方法や、軸部3の周面に上記の導電性ゴムローラ用組成物を塗布した後、プレス加硫成型により、ゴム層2を形成する方法などが挙げられる。
このようなゴム層2を軸部3に設ける方法のなかでは、好ましくは、上記の導電性ゴムローラ用組成物から略円筒形状のゴム層2を成形した後、そのゴム層2に軸部3を挿入する方法が挙げられる。
具体的には、まず、上記の導電性ゴムローラ用組成物を、略円筒形状に押出成形して、導電性ゴムローラ用組成物からなるゴムチューブを成形する。
次いで、ゴムチューブを、例えば、4〜7kgf/cm2の荷重下において、例えば、150〜170℃で20〜60分間蒸気加硫し、さらに必要に応じて電気乾燥炉において2次加硫し、略円筒形状のゴム層2を調製する。
そして、略円筒形状のゴム層2の内部空間に、軸部3の両端部が露出するように、軸部3を挿入する。
以上によって、軸部3と、軸部3を被覆するように設けられるイオン導電性のゴム層2とを備える導電性ゴムローラ1が製造される。
このようにして得られた導電性ゴムローラ1は、上記の導電性ゴムローラ用組成物からなるイオン導電性のゴム層2を備えているので、(メタ)アクリル酸エステル化合物のブリードを抑制できながら、電気抵抗環境依存性の低減を図ることができる。
具体的には、L/L(温度10℃、湿度15%)の環境下において24時間放置した後の導電性ゴムローラ1の体積抵抗の常用対数値(以下、体積抵抗値とする。)が、例えば、10LogΩ未満、好ましくは、9.5LogΩ未満である。なお、体積抵抗値は、公知の抵抗値測定機(例えば、トレック社製)により測定・算出することができる。
また、H/H(温度28℃、湿度85%)の環境下において24時間放置した後の導電性ゴムローラ1の体積抵抗値が、例えば、5.5LogΩ以上、好ましくは、6.0LogΩ以上である。
そして、下記式(3)により算出される導電性ゴムローラ1の環境変動量が、例えば、1.6LogΩ未満、好ましくは、1.4LogΩ未満、さらに好ましくは、1.2LogΩ未満である。
式(3)
環境変動量(LogΩ)=(L/L環境放置後の体積抵抗値(LogΩ))−(H/H環境放置後の体積抵抗値(LogΩ)) ・・・(3)
そのため、導電性ゴムローラ1は、例えば、電子写真方式の画像形成装置などに採用される導電性ゴムローラ、すなわち、現像ローラ、供給ローラ、転写ローラおよび帯電ローラなどとして好適に用いることができる。
環境変動量(LogΩ)=(L/L環境放置後の体積抵抗値(LogΩ))−(H/H環境放置後の体積抵抗値(LogΩ)) ・・・(3)
そのため、導電性ゴムローラ1は、例えば、電子写真方式の画像形成装置などに採用される導電性ゴムローラ、すなわち、現像ローラ、供給ローラ、転写ローラおよび帯電ローラなどとして好適に用いることができる。
以下に、実施例、参考例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、何らそれらに限定されるものではない。
実施例(1〜12、14〜16および19〜30)および参考例(13、17および18)
表1に示す処方(単位:質量部)において、各成分を配合し、オープンロールで混練することにより導電性ゴムローラ用組成物を調製した。
表1に示す処方(単位:質量部)において、各成分を配合し、オープンロールで混練することにより導電性ゴムローラ用組成物を調製した。
具体的には、まず、NBR(イオン導電性ポリマー)と、エピクロルヒドリンゴム(イオン導電性ポリマー)と、EPDM(その他のポリマー)とを、オープンロールで、0.2時間混練し、イオン導電性を有するゴム成分を調製した。
次いで、そのゴム成分に、発泡剤(実施例6〜8、12、13のみ)、加工助剤、充填剤、上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物、加硫促進助剤、加硫促進剤A、加硫促進剤B、加硫剤を順次添加し、オープンロールにより、0.3時間混練した。
これにより、導電性ゴムローラ用組成物を調製した。
次いで、導電性ゴムローラ用組成物を、図1(b)に示すように、円筒形状に押出成形し、蒸気加硫缶において、0.5MPa(蒸気圧)、1時間の条件で1次加硫させた後、電気乾燥炉において、160℃、3時間の条件で2次加硫させ、円筒形状のゴム層2を成形した。
次いで、そのゴム層2を冷却し、軸線方向長さ300mmにカットした後、直径8mmのステンレス製の芯金(軸部3)を、ゴム層2の内部空間に挿入した。
そして、ゴム層2の周面を、砥石研磨機により、ゴム層2の外径が16mmとなるように研磨した。
以上により、導電性ゴムローラ1を製造した。
比較例1〜9
表2に示す処方(単位:質量部)において、各成分を配合し、オープンロールで混練することにより導電性ゴムローラ用組成物を調製した。
比較例1〜9
表2に示す処方(単位:質量部)において、各成分を配合し、オープンロールで混練することにより導電性ゴムローラ用組成物を調製した。
具体的には、比較例1〜3では、上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を添加しなかった点以外は、実施例と同様にして、導電性ゴムローラ用組成物および導電性ゴムローラ1を調製した。
また、比較例4および5では、上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を、メタクリル酸エチルに変更した点以外は、実施例と同様にして、導電性ゴムローラ用組成物および導電性ゴムローラ1を調製した。
また、比較例6および7では、上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を、メタクリル酸テトラヒドロフルフリルに変更した点以外は、実施例と同様にして、導電性ゴムローラ用組成物および導電性ゴムローラ1を調製した。
また、比較例8および9では、上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を、ジメタクリル酸エチレンに変更した点以外は、実施例と同様にして、導電性ゴムローラ用組成物および導電性ゴムローラ1を調製した。
なお、表1および表2の略号などを以下に示す。
NBR:アクリロニトリル・ブタジエン共重合体
(A);低ニトリルNBR(DN401L、アクリロニトリル含有量中心値18.0質量%、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)65、日本ゼオン社製)
(B);中ニトリルNBR(N240S、アクリロニトリル含有量中心値26質量%、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)56、JSR社製)
エピクロルヒドリンゴム:
(A);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(Hydrin T3105、エチレンオキサイド含有量中心値31mol%、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)60、日本ゼオン社製)
(B);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(Hydrin T3106、エチレンオキサイド含有量中心値56mol%、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)75、日本ゼオン社製)
(C);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(Hydrin H1100、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)58、日本ゼオン社製)
EPDM:エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体(EPT4045M、三井化学社製)
MPEM:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1およびR3のそれぞれがメチル基、R2がエチレン基であるメタクリル酸エステル化合物)
(A);メトキシポリエチレングリコール100メタクリレート(ブレンマーPME−100(上記一般式(1)におけるaが約2(平均値))、日油社製)
(B);メトキシポリエチレングリコール200メタクリレート(ブレンマーPME−200(上記一般式(1)におけるaが約4(平均値))、日油社製)
(C);メトキシポリエチレングリコール400メタクリレート(ブレンマーPME−400(上記一般式(1)におけるaが約9(平均値))、日油社製)
(D);メトキシポリエチレングリコール400メタクリレート(ライトエステル130MA(上記一般式(1)におけるaが約9(平均値))、共栄社化学社製)
(E);メトキシポリエチレングリコール400メタクリレート(MPEM−400(上記一般式(1)におけるaが約8〜9(平均値))、第一工業製薬社製)
(F);メトキシポリエチレングリコール1000メタクリレート(ブレンマーPME−1000(上記一般式(1)におけるaが約23(平均値))、日油社製)
(G);メトキシポリエチレングリコール1000メタクリレート(MPEM−1000(上記一般式(1)におけるaが約23(平均値))、第一工業製薬社製)
(H);メトキシポリエチレングリコール1300メタクリレート(ライトエステル041MA(上記一般式(1)におけるaが約30(平均値))、共栄社化学社製)
PEM:ポリエチレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1がメチル基、R2がエチレン基、R3が水素原子、aが約8(平均値)であるメタクリル酸エステル化合物、ブレンマーPE−350、日油社製)
PPM:ポリプロピレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1がメチル基、R2がメチルエチレン基、R3が水素原子、aが約9(平均値)であるメタクリル酸エステル化合物、ブレンマーPP−500、日油社製)
PEPPM:ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールメタクリレート(ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンメタクリレート)(上記一般式(2)において、R1がメチル基、R3が水素原子、R4がエチレン基、R5がメチルエチレン基であるメタクリル酸エステル化合物)
(A);ポリエチレングリコール50・ポリプロピレングリコール300メタクリレート(ブレンマー50PEP−300(上記一般式(2)において、bが約3(平均値)、cが約2(平均値))、日油社製)
(B);ポリエチレングリコール70・ポリプロピレングリコール350メタクリレート(ブレンマー70PEP−350B(上記一般式(2)において、bが約5(平均値)、cが約2(平均値))、日油社製)
OPEPPM:オクトキシポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールメタクリレート(オクトキシポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンメタクリレート)(上記一般式(2)において、R1がメチル基、R3が2−プロピルペンチル基、R4がエチレン基、R5がメチルエチレン基、bが約8(平均値)、cが約6(平均値)であるメタクリル酸エステル化合物、ブレンマー50POEP−800B、日油社製)
MPEA:メトキシポリエチレングリコールアクリレート(上記一般式(1)において、R1が水素原子、R2がエチレン基、R3がメチル基、aが約9(平均値)であるアクリル酸エステル化合物、ライトアクリレート130A、共栄社化学社製)
NFPEA:EO変性ノニルフェノールアクリレート(4−ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート)(上記一般式(1)において、R1が水素原子、R2がエチレン基、R3が4−ノニルフェニル基、aが約16〜17(平均値)であるアクリル酸エステル化合物、N−177E、第一工業製薬社製)
充填剤:カーボンブラック(サーマルブラック、旭カーボン社製)
加工助剤:ステアリン酸(アデカ脂肪酸SA−200、ADEKA社製)
加硫剤:硫黄(サルファックスA、鶴見化学工業社製)
加硫促進剤(A):2,2′−ジチオビスベンゾチアゾール(Accel DM、川口化学工業社製)
加硫促進剤(B):テトラメチルチウラム−ジスルフィド(Accel TMT、川口化学工業社製)
加硫促進助剤:亜鉛華(亜鉛華特号、正同化学工業社製)
発泡剤:4,4′‐オキシビス(ベンゼンスルホン酸ヒドラジド)(ネオセルボン#5000S、永和化成工業社製)
メタクリル酸エチル:エチルメタクリレート(ライトエステルE、共栄社化学社製)
メタクリル酸テトラヒドロフルフリル:テトラヒドロフルフリルメタクリレート(ライトエステルTHF(1000)、共栄社化学社製)
ジメタクリル酸エチレン:エチレングリコールジメタクリレート(ライトエステルEG、共栄社化学社製)
評価
(体積抵抗値の測定)
実施例1〜12、14〜16、19〜30、参考例13、17、18および比較例1〜9において得られた導電性ゴムローラのそれぞれを、L/L(温度10℃、湿度15%)の環境下において、24時間放置した。
NBR:アクリロニトリル・ブタジエン共重合体
(A);低ニトリルNBR(DN401L、アクリロニトリル含有量中心値18.0質量%、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)65、日本ゼオン社製)
(B);中ニトリルNBR(N240S、アクリロニトリル含有量中心値26質量%、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)56、JSR社製)
エピクロルヒドリンゴム:
(A);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(Hydrin T3105、エチレンオキサイド含有量中心値31mol%、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)60、日本ゼオン社製)
(B);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(Hydrin T3106、エチレンオキサイド含有量中心値56mol%、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)75、日本ゼオン社製)
(C);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(Hydrin H1100、ムーニー粘度(ML1+4、at100℃)58、日本ゼオン社製)
EPDM:エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体(EPT4045M、三井化学社製)
MPEM:メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1およびR3のそれぞれがメチル基、R2がエチレン基であるメタクリル酸エステル化合物)
(A);メトキシポリエチレングリコール100メタクリレート(ブレンマーPME−100(上記一般式(1)におけるaが約2(平均値))、日油社製)
(B);メトキシポリエチレングリコール200メタクリレート(ブレンマーPME−200(上記一般式(1)におけるaが約4(平均値))、日油社製)
(C);メトキシポリエチレングリコール400メタクリレート(ブレンマーPME−400(上記一般式(1)におけるaが約9(平均値))、日油社製)
(D);メトキシポリエチレングリコール400メタクリレート(ライトエステル130MA(上記一般式(1)におけるaが約9(平均値))、共栄社化学社製)
(E);メトキシポリエチレングリコール400メタクリレート(MPEM−400(上記一般式(1)におけるaが約8〜9(平均値))、第一工業製薬社製)
(F);メトキシポリエチレングリコール1000メタクリレート(ブレンマーPME−1000(上記一般式(1)におけるaが約23(平均値))、日油社製)
(G);メトキシポリエチレングリコール1000メタクリレート(MPEM−1000(上記一般式(1)におけるaが約23(平均値))、第一工業製薬社製)
(H);メトキシポリエチレングリコール1300メタクリレート(ライトエステル041MA(上記一般式(1)におけるaが約30(平均値))、共栄社化学社製)
PEM:ポリエチレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1がメチル基、R2がエチレン基、R3が水素原子、aが約8(平均値)であるメタクリル酸エステル化合物、ブレンマーPE−350、日油社製)
PPM:ポリプロピレングリコールメタクリレート(上記一般式(1)において、R1がメチル基、R2がメチルエチレン基、R3が水素原子、aが約9(平均値)であるメタクリル酸エステル化合物、ブレンマーPP−500、日油社製)
PEPPM:ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールメタクリレート(ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンメタクリレート)(上記一般式(2)において、R1がメチル基、R3が水素原子、R4がエチレン基、R5がメチルエチレン基であるメタクリル酸エステル化合物)
(A);ポリエチレングリコール50・ポリプロピレングリコール300メタクリレート(ブレンマー50PEP−300(上記一般式(2)において、bが約3(平均値)、cが約2(平均値))、日油社製)
(B);ポリエチレングリコール70・ポリプロピレングリコール350メタクリレート(ブレンマー70PEP−350B(上記一般式(2)において、bが約5(平均値)、cが約2(平均値))、日油社製)
OPEPPM:オクトキシポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールメタクリレート(オクトキシポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンメタクリレート)(上記一般式(2)において、R1がメチル基、R3が2−プロピルペンチル基、R4がエチレン基、R5がメチルエチレン基、bが約8(平均値)、cが約6(平均値)であるメタクリル酸エステル化合物、ブレンマー50POEP−800B、日油社製)
MPEA:メトキシポリエチレングリコールアクリレート(上記一般式(1)において、R1が水素原子、R2がエチレン基、R3がメチル基、aが約9(平均値)であるアクリル酸エステル化合物、ライトアクリレート130A、共栄社化学社製)
NFPEA:EO変性ノニルフェノールアクリレート(4−ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート)(上記一般式(1)において、R1が水素原子、R2がエチレン基、R3が4−ノニルフェニル基、aが約16〜17(平均値)であるアクリル酸エステル化合物、N−177E、第一工業製薬社製)
充填剤:カーボンブラック(サーマルブラック、旭カーボン社製)
加工助剤:ステアリン酸(アデカ脂肪酸SA−200、ADEKA社製)
加硫剤:硫黄(サルファックスA、鶴見化学工業社製)
加硫促進剤(A):2,2′−ジチオビスベンゾチアゾール(Accel DM、川口化学工業社製)
加硫促進剤(B):テトラメチルチウラム−ジスルフィド(Accel TMT、川口化学工業社製)
加硫促進助剤:亜鉛華(亜鉛華特号、正同化学工業社製)
発泡剤:4,4′‐オキシビス(ベンゼンスルホン酸ヒドラジド)(ネオセルボン#5000S、永和化成工業社製)
メタクリル酸エチル:エチルメタクリレート(ライトエステルE、共栄社化学社製)
メタクリル酸テトラヒドロフルフリル:テトラヒドロフルフリルメタクリレート(ライトエステルTHF(1000)、共栄社化学社製)
ジメタクリル酸エチレン:エチレングリコールジメタクリレート(ライトエステルEG、共栄社化学社製)
評価
(体積抵抗値の測定)
実施例1〜12、14〜16、19〜30、参考例13、17、18および比較例1〜9において得られた導電性ゴムローラのそれぞれを、L/L(温度10℃、湿度15%)の環境下において、24時間放置した。
そして、L/L環境放置後の導電性ゴムローラ1を、図2に示すように、直径30mmの金属ロール4に、導電性ゴムローラ1の軸部3の両端部のそれぞれに0.5kg(計1.0kg)の荷重を加えることにより圧接させた。
次いで、抵抗値測定機5(トレック社製)により、金属ロール4を回転させながら金属ロール4に1000Vの電圧を印加し、5秒後の電流値を読み取ることで、導電性ゴムローラ1の体積抵抗の常用対数値(以下、体積抵抗値とする。)(LogΩ)を算出した。
また、各導電性ゴムローラ1について、L/L(温度10℃、湿度15%)環境をN/N(温度22℃、湿度55%)環境に代えた点以外は、上記の体積抵抗値の測定と同様にして、N/N(温度22℃、湿度55%)環境放置後における導電性ゴムローラ1の体積抵抗値(N/N抵抗値)を算出した。
また、各導電性ゴムローラ1について、L/L(温度10℃、湿度15%)環境をH/H(温度28℃、湿度85%)環境に代えた点を以外は、上記の体積抵抗値測定と同様にして、H/H(温度28℃、湿度85%)環境放置後における導電性ゴムローラ1の体積抵抗値(H/H抵抗値)を算出した。
(環境変動量の算出)
次いで、実施例1〜12、14〜16、19〜30、参考例13、17、18および比較例1〜9における導電性ゴムローラ1のそれぞれについて、上記式(3)に従って、環境変動量(LogΩ)をそれぞれ算出した。それら体積抵抗値および環境変動量の結果を表3に示す。
(環境変動量の算出)
次いで、実施例1〜12、14〜16、19〜30、参考例13、17、18および比較例1〜9における導電性ゴムローラ1のそれぞれについて、上記式(3)に従って、環境変動量(LogΩ)をそれぞれ算出した。それら体積抵抗値および環境変動量の結果を表3に示す。
表3に示すように、上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物が含有されている場合、導電性ゴムローラ1の電気抵抗環境依存性の低減を図ることができることが確認された。
具体的には、実施例1〜5および19〜28における導電性ゴムローラ1は、比較例1(上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を添加しなかった点以外は実施例1〜5および19〜28のそれぞれと同様の処方)における導電性ゴムローラ1と比較して、電気抵抗環境依存性が低減された。
また、実施例12における導電性ゴムローラ1は、比較例3(上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を添加しなかった点以外は実施例12と同様の処方)における導電性ゴムローラ1と比較して、電気抵抗環境依存性が低減された(比較例3:1.81LogΩ→実施例12:1.13LogΩ)。
また、実施例13における導電性ゴムローラ1は、比較例2(上記一般式(1)に示される(メタ)アクリル酸エステル化合物を添加しなかった点以外は実施例13と同様の処方)における導電性ゴムローラ1と比較して、電気抵抗環境依存性が低減された(比較例2:1.76LogΩ→実施例13:1.58LogΩ)。
1 導電性ゴムローラ
2 ゴム層
3 軸部
2 ゴム層
3 軸部
Claims (3)
- イオン導電性を有するゴム成分と、
下記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステル化合物と、を含有し、
前記ゴム成分が、ニトリルゴムおよびエピクロルヒドリンゴムを含有し、
ニトリルゴムの含有割合が、前記ゴム成分100質量部に対して、30質量部以上90質量部未満であり、
前記(メタ)アクリル酸エステル化合物の含有割合が、前記ゴム成分100質量部に対して、3質量部未満であることを特徴とする、導電性ゴムローラ用組成物。
一般式(1):
- 前記ゴム成分が、非ジエン系ゴムを含有することを特徴とする、請求項1に記載の導電性ゴムローラ用組成物。
- 軸部と、
請求項1または2に記載の導電性ゴムローラ用組成物からなり、前記軸部を被覆するように設けられるイオン導電性のゴム層と、を備えることを特徴とする、導電性ゴムローラ。
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