JP6168693B2 - 導電性ゴム組成物および転写ローラの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、光導電性を有する感光体の表面を一様に帯電させた状態で露光して、当該表面に、形成画像に対応する静電潜像を形成する(帯電工程→露光工程)。
次いで、トナー像を用紙の表面に転写し(転写工程)、さらに定着させることにより(定着工程)、当該用紙の表面に画像が形成される。
トナー像を、転写工程において感光体の表面から用紙の表面に直接に転写させたり、一次転写工程において感光体の表面から像担持体の表面に転写させたり、あるいは二次転写工程において像担持体の表面から用紙の表面に転写させたりするためには、導電性ゴム組成物からなり、所定のローラ抵抗値を有する転写ローラが用いられる。
近時、特に新興国向けの汎用のレーザープリンタ等に用いる転写ローラとしては、できるだけ汎用の材料を使用して、なるべく構造が簡単で、しかもコスト安価に製造できるものが求められる傾向にある。
多孔質構造の転写ローラを製造するためには、例えば下記の連続的な製造方法を採用するのが、生産性を向上して転写ローラの生産コストをさらに圧縮する上で好ましい。
次いで発泡、架橋させた筒状体を所定の長さにカットし、オーブン等を用いて加熱して二次架橋させ、冷却したのち所定の外径となるように研磨することにより、転写ローラが製造される。
かかる架橋性ゴムとしては、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)が一般的である(特許文献1等参照)。しかし、先の要求に対応して転写ローラの生産コストをより一層圧縮するためには、架橋性ゴムとして、NBRに代えて、スチレンブタジエンゴム(SBR)とエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)とを併用するのが好ましい。
すなわち、転写ローラに所定のローラ抵抗値を付与するために必要であるものの、高価なイオン導電性ゴムの配合割合を、架橋性ゴムとの併用によって少なくできる上、架橋性ゴムのうちSBRはNBRよりも汎用性が高くコスト安価であるため、材料コストをより一層低減できる。
EPDMは、それ自体が耐オゾン性に優れているだけでなく、SBRのオゾン劣化を抑制する働きもするため、転写ローラのオゾン耐性を向上できる。
発泡成分としては、加熱により分解してガスを発生する発泡剤と、当該発泡剤の分解温度を引き下げて、分解を促進する働きをする発泡助剤とを組み合わせるのが一般的である。
ところが発泡助剤を併用した場合には、かかる範囲を満足する発泡セル径の大きな転写ローラを製造するのは難しい。
そして、発泡によって膨張しつつある隣り合う発泡セルが互いの膨張力によって膨張を抑制し合う結果、個々の発泡セル径が細かくなってしまう。
しかし発泡剤のみを単独で使用した場合でも、特に連続架橋装置を用いた製造方法では、マイクロ波の照射時に均一に導電性ゴム組成物が発熱を開始するため、発泡剤がほぼ同じタイミングで分解し、発泡し始めることになる。
発泡剤の配合割合を少なくすると、導電性ゴム組成物中での発泡剤間の距離を大きくとって、個々の発泡剤を起源とする隣り合う発泡セルが互いに膨張を抑制し合うのを抑えることができるため、全体として発泡セル径を大きくできる。
そして発泡セル径にばらつきを生じると、特に低温低湿環境下において、用紙の帯電ムラと、それに伴う形成画像の濃度ムラなどの画像不良を生じやすくなるという問題がある。
本発明によれば、エピクロルヒドリンゴムと組み合わせる架橋性ゴムとして、NBRに代えてSBRとEPDMとを併用しているため、先に説明したように転写ローラの良好な耐オゾン性を確保しながら、さらに材料コストを抑制できる。
なお本発明において、大径ADCAの体積メジアン径が40μm以下に限定されるのは、体積メジアン径がこの範囲を超える粒子径の大きいADCAは、ゴム分と混錬する際などに粉砕されて粒子径がばらつきやすいためである。
ADCAが粉砕されて粒子径がばらつくと、例えば体積メジアン径が20μm未満の、敏感に反応しやすい成分を多数生じて分解開始のタイミングのずれが大きくなったり、さらに微小な、少なくともゴム分と混錬する際には極力分解しないことが求められる発泡剤としての使用に適さない成分を生じたりするといった問題がある。
すなわち大径ADCAの配合割合が範囲未満では、導電性ゴム組成物を十分に発泡できず、ゴム硬さが硬くなり過ぎて、例えば転写ローラに、当該転写ローラとして適した良好な柔軟性を付与できないため、用紙の帯電ムラと、それに伴う形成画像の濃度ムラなどの画像不良を生じてしまう。
一方、配合割合が範囲を超える場合には、先に説明したように、同時に発泡した隣り合う発泡セルが互いの膨張力によって膨張を抑制し合う結果、個々の発泡セル径が細かくなり、例えば外周面に露出した発泡セルの発泡セル径が300μm以上といった、発泡セル径の大きな転写ローラが得られないという問題がある。
前記ゴム分は、さらにNBR、クロロプレンゴム(CR)、ブタジエンゴム(BR)、およびアクリルゴム(ACM)からなる群より選ばれた少なくとも1種の極性ゴムを含んでいるのが好ましい。
また本発明の製造方法によれば、前述したように、本発明の導電性ゴム組成物を筒状に押出成形しながら、マイクロ波架橋装置と熱風架橋装置とを含む連続架橋装置によって連続的に発泡および架橋させる工程を経て転写ローラが製造される。
本発明は、マイクロ波架橋装置と熱風架橋装置とを含む連続架橋装置によって発泡および架橋させることができる導電性ゴム組成物であって、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを少なくとも含むゴム分、前記ゴム分を架橋させるための架橋成分、および前記ゴム分を発泡させるための発泡成分を含むとともに、前記発泡成分は、加熱によって分解して発泡する発泡剤のみからなり、前記発泡剤は、体積基準のメジアン径が20μm以上、40μm以下のアゾジカルボンアミドを、ゴム分の総量100質量部あたり0.5質量部以上、8質量部以下の割合で少なくとも含んでいるとともに、発泡助剤を除くことを特徴とするものである。
SBRとしては、スチレンと1,3−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る種々の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、このいずれも使用可能である。
これらSBRの1種または2種以上を使用できる。
SBRの配合割合は、ゴム分がSBR、EPDM、およびエピクロルヒドリンゴムの3種のみで極性ゴムを含まない場合、当該ゴム分の総量100質量部中の40質量部以上、特に60質量部以上であるのが好ましく、90質量部以下、特に80質量部以下であるのが好ましい。また極性ゴムを含む場合は、当該極性ゴムの配合割合にもよるが、ゴム分の総量100質量部中の30質量部以上であるのが好ましく、50質量部以下であるのが好ましい。
一方、範囲を超える場合には、相対的にEPDMの配合割合が少なくなって、転写ローラに良好なオゾン耐性を付与できないおそれがある。また相対的にエピクロルヒドリンゴムの配合割合が少なくなって、転写ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれもある。
〈EPDM〉
EPDMとしては、エチレンとプロピレンに少量の第3成分(ジエン分)を加えることで主鎖中に二重結合を導入した種々のEPDMが、いずれも使用可能である。EPDMとしては、第3成分の種類や量の違いによる様々な製品が提供されている。代表的な第3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)等が挙げられる。重合触媒としてはチーグラー触媒を使用するのが一般的である。
配合割合がこの範囲未満では、転写ローラに良好なオゾン耐性を付与できないおそれがある。
一方、範囲を超える場合には、相対的にSBRの配合割合が少なくなって、汎用性が高くコスト安価であるといったSBRの利点を十分に活用できないおそれがある。また相対的にエピクロルヒドリンゴムの配合割合が少なくなって、転写ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれもある。
エピクロルヒドリンゴムとしては、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、および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。
かかる両共重合体においてエチレンオキサイド含量は、いずれも30モル%以上、特に50モル%以上であるのが好ましく、80モル%以下であるのが好ましい。
エチレンオキサイドは転写ローラのローラ抵抗値を下げる働きをする。しかしエチレンオキサイド含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、転写ローラのローラ抵抗値を十分に低下できないおそれがある。
ECOにおいて、エピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量の残量である。すなわちエピクロルヒドリン含量は20モル%以上であるのが好ましく、70モル%以下、特に50モル%以下であるのが好ましい。
アリルグリシジルエーテルは、それ自体が側鎖として自由体積を確保するために機能することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑制して、転写ローラのローラ抵抗値を低下させる働きをする。しかしアリルグリシジルエーテル含量が先の範囲未満では、かかる働きが得られないため、転写ローラのローラ抵抗値を十分に低下できないおそれがある。
GECOとしては、上で説明した3種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体のほかに、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体(ECO)をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られており、本発明ではかかる変性物も、GECOとして使用可能である。
配合割合がこの範囲未満では、転写ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれがある。
〈極性ゴム〉
極性ゴムを配合すると、先に説明したように転写ローラのローラ抵抗値を微調整できる。また、発泡のムラがなくできるだけ均一な多孔質構造を形成することもできる。そのため、画像不良の発生をより一層有効に防止できる。
このうちNBRとしては、アクリロニトリル含量によって分類される低ニトリルNBR、中ニトリルNBR、中高ニトリルNBR、高ニトリルNBR、および極高ニトリルNBRがいずれも使用可能である。
極性ゴムの配合割合は、目的とする転写ローラのローラ抵抗値に応じて任意に設定できるが、特にゴム分の総量100質量部中の5質量部以上、特に20質量部以上であるのが好ましく、40質量部以下であるのが好ましい。
また範囲を超える場合には、相対的にSBRの配合割合が少なくなって、汎用性が高くコスト安価であるといったSBRの利点を十分に活用できないおそれがある。また相対的にEPDMの配合割合が少なくなって、転写ローラに良好なオゾン耐性を付与できないおそれもある。さらに、相対的にエピクロルヒドリンゴムの配合割合が少なくなって、転写ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれもある。
(発泡剤)
先に説明したように発泡成分としては、発泡助剤を除く、すなわち発泡助剤を全く配合せずに、加熱によって分解して発泡する発泡剤のみを用いる。また発泡剤としては、少なくとも、体積メジアン径が20μm以上、40μm以下の大径ADCAを用いる。
すなわち発泡剤として常用されている、体積メジアン径が20μm未満の、粒子径が小さく比表面積が大きいADCAは、ごく僅かな温度変化や電子線の照射などによって敏感に反応して、分解を開始しやすい。そしてこの敏感な反応により、他よりいち早く分解し、発泡を開始するADCAが多発して、分解開始のタイミングのずれが大きくなる結果、発泡セル径にばらつきを生じやすくなる。
なお
本発明において、大径ADCAの体積メジアン径が40μm以下に限定されるのは、体積メジアン径がこの範囲を超える粒子径の大きいADCAは、ゴム分と混錬する際などに粉砕されて粒子径がばらつきやすいためである。
なお、大径ADCAを用いることによる以上で説明した効果をより一層向上することを考慮すると、当該大径ADCAの体積メジアン径は、上記の範囲内でも25μm以上、特に30μm以上であるのが好ましい。
大径ADCAの配合割合が、ゴム分の総量100質量部あたり0.5質量部以上、8質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
また発泡が不十分であると、先に説明した、形成材料を少なくして材料費を抑制する効果や、軽量化して輸送費等を削減する効果が得られないという問題もある。
これに対し、大径ADCAの配合割合を、ゴム分の総量100質量部あたり0.5質量部以上、8質量部以下の範囲とすることにより、導電性ゴム組成物を十分に発泡させて、発泡セル径が大きい上、転写ローラとして適したゴム硬さを有し、上記の問題をいずれも解消できる転写ローラを得ることができる。
発泡剤としては、大径ADCAを用いることによる先の効果を阻害しない範囲で、他の発泡剤を併用してもよい。当該他の発泡剤としては、例えば体積メジアン径が20μm以下の通常のADCA等が挙げられる。
〈架橋成分〉
ゴム分を架橋させるための架橋成分としては、架橋剤、促進剤等が挙げられる。
このうち架橋剤としては、例えば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等の1種または2種以上が挙げられる。中でも硫黄系架橋剤が好ましい。
硫黄の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり0.2質量部以上、特に1質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下、特に3質量部以下であるのが好ましい。
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア(MgO)、リサージ(PbO)等の無機促進剤や、あるいは有機促進剤等の1種または2種以上が挙げられる。
また促進剤は、種類によって架橋促進のメカニズムが異なるため、2種以上を併用するのが好ましい。併用する個々の促進剤の配合割合は任意に設定できるが、ゴム分の総量100質量部あたり0.1質量部以上、特に0.5質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下、特に2質量部以下であるのが好ましい。
促進助剤としては、例えば酸化亜鉛等の金属化合物;ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の促進助剤の1種または2種以上が挙げられる。
促進助剤の配合割合は、ゴム分の種類および組み合わせや、架橋剤、促進剤の種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。
導電性ゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば受酸剤、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤、充填剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等が挙げられる。
受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイト類が好ましい。
受酸剤の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり0.2質量部以上、特に0.5質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下、特に2質量部以下であるのが好ましい。
配合割合がこの範囲未満では、受酸剤を配合することによる効果が十分に得られないおそれがある。また範囲を超える場合には、架橋後の転写ローラの硬さが上昇するおそれがある。
可塑剤、および/または加工助剤の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり5質量部以下であるのが好ましい。例えば画像形成装置への装着時や運転時に感光体の汚染を生じたりするのを防止するためである。かかる目的に鑑みると、可塑のうち極性ワックスを使用するのが特に好ましい。
このうち酸化防止剤は、転写ローラのローラ抵抗値の環境依存性を低減するとともに、連続通電時のローラ抵抗値の上昇を抑制する働きをする。酸化防止剤としては、例えばジエチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラック(登録商標)NEC−P〕、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラックNBC〕等が挙げられる。
充填剤を配合することにより、転写ローラの機械的強度等を向上できる。
また充填剤として導電性カーボンブラックを用いることで、導電性ゴム組成物の全体としてのマイクロ波の吸収効率を向上したり、転写ローラに電子導電性を付与したりすることができる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり5質量部以上であるのが好ましく、25質量部以下、特に20質量部以下であるのが好ましい。
スコーチ防止剤の配合割合は、ゴム分の総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下、特に1質量部以下であるのが好ましい。
共架橋剤としては、例えばメタクリル酸エステルや、あるいはメタクリル酸またはアクリル酸の金属塩等に代表されるエチレン性不飽和単量体、1,2−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマ類、あるいはジオキシム等の1種または2種以上が挙げられる。
(a) アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸類、
(b) マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸類、
(c) (a)(b)の不飽和カルボン酸類のエステルまたは無水物、
(d) (a)〜(c)の金属塩、
(e) 1,3−ブタジエン、イソプレン、2−クロル−1,3−ブタジエンなどの脂肪族共役ジエン、
(f) スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、
(g) トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ビニルピリジンなどの、複素環を有するビニル化合物、
(h) その他、(メタ)アクリロニトリルもしくはα−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、アクロレイン、ホルミルステロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン
等の1種または2種以上が挙げられる。
モノカルボン酸類のエステルとしては、例えば
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、n−ぺンチル(メタ)アクリレート、i−ぺンチル(メタ)アクリレート、n−へキシル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、i−ノニル(メタ)アクリレート、tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどの、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル;
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ブチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステル;
べンジル(メタ)アクリレート、ベンゾイル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレートなどの、芳香族環を有する(メタ)アクリレート;
グリシジル(メタ)アクリレート、メタグリシジル(メタ)アクリレート、エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレートなどの、エポキシ基を有する(メタ)アクリレート;
N−メチロール(メタ)アクリルアミド、γ−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、テトラハイドロフルフリルメタクリレートなどの、各種官能基を有する(メタ)アクリレート;
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンジメタクリレート(EDMA)、ポリエチレングリコールジメタクリレート、イソブチレンエチレンジメタクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート;
等の1種または2種以上が挙げられる。
図1は、本発明の製造方法によって製造される転写ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図1を参照して、この例の転写ローラ1は、本発明の導電性ゴム組成物により、単層構造の筒状に形成されるとともに、中心の通孔2にシャフト3が挿通されて固定されたものである。
シャフト3は、例えば導電性を有する接着剤を介して転写ローラ1と電気的に接合されるとともに機械的に固定されるか、あるいは通孔2の内径よりも外径の大きいものを通孔2に圧入することで、転写ローラ1と電気的に接合されるとともに機械的に固定されて、一体に回転される。
図1および図2を参照して、この例の連続架橋装置5は、押出成形機6を用いて、本発明の導電性ゴム組成物を連続的に押出成形して得られた、転写ローラ1のもとになる長尺の筒状体7をカットせずに長尺のままで、図示しないコンベア等によって連続的に搬送する搬送途上に順に、マイクロ波架橋装置8、熱風架橋装置9、および筒状体7を一定の速度で引き取るための引取機10を配設したものである。
次いで、押出成形された筒状体7をコンベア、および引取機10によって一定の速度で連続的に搬送しながら、連続架橋装置5のうち、まずマイクロ波架橋装置8を通過させることでマイクロ波を照射して、筒状体7を形成する導電性ゴム組成物をある程度の架橋度まで架橋させる。またマイクロ波架橋装置8内を一定温度に加熱して、架橋とともに、発泡剤を分解させて導電性ゴム組成物を発泡させることもできる。
次いで筒状体7を冷却することにより、当該筒状体7の発泡および架橋工程が完了する。
筒状体7の搬送速度、マイクロ波架橋装置8で照射するマイクロ波の線量、熱風架橋装置9の設定温度や長さ(それぞれ複数の部分にわけて段階的に変化させることもできる)等を設定することで、導電性ゴム組成物の架橋度、発泡度等が任意の一定値とされた筒状体7を連続的に得ることができる。
連続架橋装置5を用いたかかる連続架橋を実施することにより、筒状体7の生産性を向上して転写ローラ1の生産コストをさらに圧縮できる。
シャフト3は、筒状体7のカット後から研磨後までの任意の時点で、通孔2に挿通して固定できる。
シャフト3は、先に説明したように通孔2の内径よりも外径の大きいものを通孔2に圧入するか、あるいは導電性を有する熱硬化性接着剤を介して、二次架橋前の筒状体7の通孔2に挿通すればよい。
また前者の場合は、圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
〈発泡セル径〉
転写ローラ1は、先に説明したコスト圧縮を考慮すると、研磨後の外周面4に露出した発泡セルの発泡セル径が300μm以上、特に400μm以上であるのが好ましい。
発泡セル径は、外周面4の複数箇所で、マイクロスコープを用いて測定した発泡セル径の平均値でもって表すこととする。
転写ローラ1は、そのゴム硬さが、(社)日本ゴム協会標準規格SRIS 0101「膨張ゴムの物理試験方法」に規定された測定方法により、温度23±1℃、相対湿度55±1%の常温常湿環境下、500gf(≒4.9N)の荷重を付加して測定されるアスカーC型硬さで表して25°以上であるのが好ましく、40°以下であるのが好ましい。
また、ゴム硬さが範囲を超える硬い転写ローラは柔軟性が不足して、感光体に対して広いニップ幅を確保した状態で圧接できないため、トナーの転写効率が低下したり、感光体にダメージを与えたりするおそれがある。
また転写ローラ1は、温度23±1℃、相対湿度55±1%の常温常湿環境下で測定される、印加電圧1000Vでのローラ抵抗値が1010Ω以下、特に109Ω以下であるのが好ましい。
圧縮永久ひずみ、アスカーC型硬さ、ローラ抵抗値、並びに誘電正接等を調整するためには、例えば導電性ゴム組成物を構成する各成分の種類と量を調整したりすればよい。
《画像形成装置》
本発明の製造方法によって製造された転写ローラは、画像形成装置に組み込んで使用される。かかる本発明の画像形成装置としては、例えばレーザープリンタや静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した種々の画像形成装置が挙げられる。
(導電性ゴム組成物の調製)
ゴム分としては、ECO〔日本ゼオン(株)製のHYDRIN(登録商標)T3108〕20質量部、EPDM〔住友化学(株)製のエスプレン(登録商標)505A〕10質量部、およびSBR〔JSR(株)製のJSR 1502、非油展〕70質量部を配合した。
充填剤:カーボンブラックHAF〔東海カーボン(株)製の商品名シースト3〕
発泡剤:大径ADCA〔永和化成工業(株)製の商品名ビニホールAC#R、体積メジアン径:30μm〕
受酸剤:ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のDHT−4A−2〕
架橋剤:粉末硫黄〔鶴見化学工業(株)製〕
促進剤DM:ジ−2−ベンゾチアジルジスルフィド〔Shandong Shanxian Chemical Co. Ltd.製の商品名SUNSINE MBTS〕
促進剤TS:テトラメチルチウラムジスルフィド〔三新化学工業(株)製のサンセラー(登録商標)TS〕
促進助剤I:ステアリン酸〔日油(株)製の商品名つばき、加工助剤を兼ねる。〕
促進助剤II:酸化亜鉛2種〔三井金属鉱業(株)製〕
(転写ローラの製造)
調製した導電性ゴム組成物を押出成形機6に供給して外径φ10mm、内径φ3.0mmの長尺の円筒状に押出成形し、押出成形した筒状体7をカットせずに長尺のままで連続的に送り出しながら、マイクロ波架橋装置8と熱風架橋装置9とを含む連続架橋装置5内を連続的に通過させることで連続的に発泡および架橋させたのち、冷却水中を通過させることで連続的に冷却した。
発泡後の筒状体7の外径はおよそφ15mmであった。
次いで筒状体7を所定の長さにカットし、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ5mmのシャフト3に装着して、オーブン中で160℃×60分間加熱して筒状体7を二次架橋させるとともに、熱硬化性接着剤を硬化させて、シャフト3と電気的に接合し、機械的に固定した。
〈比較例1〜3〉
発泡剤として、体積メジアン径が17μmである通常サイズのADCA〔永和化成工業(株)製の商品名ビニホールAC#3〕を、ゴム分の総量100質量部あたり2質量部、4質量部(比較例2)、および8質量部(比較例3)配合したこと以外は実施例1と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ1を製造した。
大径ADCAの配合割合を、ゴム分の総量100質量部あたり0.1質量部(比較例4)、2質量部(実施例2)、4質量部(実施例3)、8質量部(実施例4)、および9質量部(比較例5)としたこと以外は実施例1と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ1を製造した。
発泡剤として、体積メジアン径が20μmである大径ADCA〔永和化成工業(株)製の商品名ビニホールAC−2F〕を、ゴム分の総量100質量部あたり0.1質量部(比較例6)、1質量部(実施例5)、2質量部(実施例6)、4質量部(実施例7)、8質量部(実施例8)、および9質量部(比較例7)配合したこと以外は実施例1と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ1を製造した。
ゴム分として、実施例1で使用したのと同じECO20質量部、EPDM10質量部、SBR40質量部に、さらにNBR〔JSR(株)製のJSR N250SL、非油展、低ニトリルNBR、アクリロニトリル含量:20%〕30質量部を配合したこと以外は実施例6と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ1を製造した。
実施例、比較例で製造した転写ローラ1の、研磨後の外周面4に露出した発泡セルの発泡セル径を、当該外周面4の複数箇所で、マイクロスコープを用いて測定し、その平均値を求めて、発泡セル径とした。そして下記の基準で、発泡セル径の大小を評価した。
◎:発泡セル径は400μmを超えていた。
×:発泡セル径は300μm以下であった。
〈画像評価〉
実施例、比較例で製造した転写ローラ1を、レーザープリンタ〔日本ヒューレット・パッカード(株)製のHP LaserJet Pro P1606dn〕に装着し、温度10±1℃、相対湿度20±1%の低温低湿条件下で、A4サイズの紙〔富士ゼロックスオフィスサプライ(株)製のPPC用紙〕にハーフトーンの画像を形成した。そして下記の基準で、用紙の帯電ムラを原因とする画像不良の有無を評価した。
○:注意深く見ないとわからない程度の些細な画像不良が見られたが、実用レベル。
×:明らかな画像不良が見られた。
以上の結果を表2〜表4に示す。
これに対し、表1、表2の実施例1〜9の結果より、発泡剤として、体積メジアン径が20μm以上、40μm以下の大径ADCAを用いることにより、発泡セル径のばらつきを小さくして、用紙の帯電ムラを原因とする画像不良を生じにくくできることが判った。
また特に実施例1〜4の結果より、これらの効果をより一層向上することを考慮すると、大径ADCAの配合割合は、上記の範囲内でも、ゴム分の総量100質量部あたり1.5質量部以上、特に2質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下、特に4質量部以下であるのが好ましいことが判った。
さらに実施例6、9の結果より、極性ゴムを配合すると、転写ローラのローラ抵抗値を微調整し、かつ発泡のムラがなくできるだけ均一な多孔質構造を形成して、画像不良の発生をより一層有効に防止できることが判った。
2 通孔
3 シャフト
4 外周面
5 連続架橋装置
6 押出成形機
7 筒状体
8 マイクロ波架橋装置
9 熱風架橋装置
10 引取機
Claims (3)
- マイクロ波架橋装置と熱風架橋装置とを含む連続架橋装置によって発泡および架橋させることができる導電性ゴム組成物であって、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを少なくとも含むゴム分、前記ゴム分を架橋させるための架橋成分、および前記ゴム分を発泡させるための発泡成分を含むとともに、前記発泡成分は、加熱によって分解して発泡する発泡剤のみからなり、前記発泡剤は、体積基準のメジアン径が20μm以上、40μm以下のアゾジカルボンアミドを、ゴム分の総量100質量部あたり0.5質量部以上、8質量部以下の割合で少なくとも含んでいるとともに、発泡助剤を除くことを特徴とする導電性ゴム組成物。
- 前記ゴム分は、さらにアクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、およびアクリルゴムからなる群より選ばれた少なくとも1種の極性ゴムを含んでいる請求項1に記載の導電性ゴム組成物。
- 前記請求項1または2に記載の導電性ゴム組成物を筒状に押出成形しながら、マイクロ波架橋装置と熱風架橋装置とを含む連続架橋装置によって連続的に発泡および架橋させる工程を含む転写ローラの製造方法。
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