JPH03223345A - 導電性スポンジロール用組成物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ＯＡ機器として使用されるレーザービームプ
リンターや、複写機等の現像部に使用されるトナー搬送
用ロールに関する。

［従来の技術］ 従来、レーザービームプリンターや、複写機等の現像部
に使用されるトナー搬送用のロールは、そのトナーの搬
送力の点から１０３〜１０”００ｍの体積固有抵抗をも
つ導電性のものが使用されている。

この導電性ロールは、これを使用する機器の小型化、軽
量化の面から、また現像性の品質向上の面からも、低圧
力でより大きな接触面積を必要とするため、硬ゴムタイ
プの導電性ゴムに代えて導電性スポンジロールが使用さ
れている。

［発明が解決しようとする課題Ｊ 上記導電性ロールに使用されるゴム材料の体積固有抵抗
値の調整は、その導電性付与剤であるカーボンブラック
の添加量の調整により行なうのが−船釣であるが、１０
”〜１０９Ωｃｍの体積固有抵抗値領域においては、例
えば、発泡条件や発泡セル径、発泡の均一性などの諸条
件及びカーボンブラックなどの導電性付与剤の添加量が
微量かわってもその抵抗値が大きくかわる、非常に安定
性に欠ける領域であるため、抵抗値の設定および、安定
した製品を得るのはむずかしい。

それ故、これを補完するために合成ゴム製スポンジゴム
成形体上に導電性粉末を焼付は処理をしたり、また導電
性塗料を塗布焼付けた導電性スポンジロールも使用され
ているが、その焼付は量や塗布量のバラツキにより導電
性が不安定なものとなるばかりでなく、製造工程が複雑
になるためコスト高となるという不利があった。

また、導電性スポンジロールのベースとなるスポンジゴ
ムは、いわゆるＣＲ，ウレタン等の合成ゴムであるため
、環境に対する物性変化が太き（、特に圧縮に対する歪
特性が非常に悪いものである。

そこで、環境に対する物性変化が小さく、特に圧縮に対
する歪特性に優れたシリコーンゴムスポンジロールにつ
いて検討されたが、発泡過程と加硫硬化過程のバランス
が非常にとりにく（、発泡セルが均一で、物性面でも安
定した製品を得るのは困難であり、結果として体積固有
抵抗値のバラツキが大きいものとなっていた。

したがって本発明の課題は、体積固有抵抗１０３〜１０
９ΩＣ１ｎの領域内で抵抗値の設定が容易であり、かつ
その抵抗値の安定性が高く、また均一なセル径を有する
、物性的に安定した導電性スポンジロール用組成物およ
び該組成物を用いた導電性スポンジロールの製造方法を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究し
た結果、ビニ゛ル基含有オルガノポリシロキサン１００
重量部、オルガノハイドロジエン（ポリ）シロキサン０
．１〜２０重量部、カーボンブラック３〜５０重量部、
発泡剤０．５〜１０重量部及び触媒量の白金系触媒とを
含有してなる組成物を芯金の表面に均一に層形成させ、
１５０〜４００℃の温度に加熱して加硫発泡させたとこ
ろセル径が均一でしかも導電性が非常に安定した、導電
性スポンジロールを得ることができることを見出した。

以下、本発明を具体的に説明する。

本発明に用いられるビニル基含有オルガノポリシロキサ
ンは、限定ではな（、単に例示の目的としてあげると、 パ （ここでＲはメチル基、エチル基、ビニル基、フェニル
基から選択される同一または、異種の１価炭化水素基、
βは１００〜１０．０００の整数）で表わされる化合物
が挙げられる。このオルガノポリシロキサンは、ビニル
基含有量が例えば０．０５〜３，０モル％程度のものが
好ましい。

また、オルガノハイドロジエンポリシロキサンは、 バ （ここでＲは水素基、メチル基、エチル基、フェニル基
から選択される基、ｍは１０−１，０００の整数）で表
わされる化合物類であって、分子中に少なくとも２個の
けい素原子に結合した水素原子を有するものである。

本発明に用いられる発泡剤は、限定ではなく単に例示の
目的であげると、２．２′　−アゾビスイソブチロニト
リル（以下ＡＩＢＮと略す）、アゾジカルボンアミド（
以下ＡＤＣＡと略す）が代表的であるが、その他通常知
られある発泡剤を用いることもできる。

本発明に用いられる白金系触媒としては、通常用いられ
る塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸とｍ個アルコ
ールの反応物、塩化白金酸とオレフィン類の錯体、塩化
白金酸とビニルシロキサンの錯体などが含まれる。

本発明に用いられる導電性付与剤のカーボンブラックは
、例えばアセチレンブラック、ケッチエンブラック及び
ファーネスブラックが代表的に挙げられる。

本発明に用いられる組成物は、前記ビニル基含有オルガ
ノポリシロキサンに、その１００重量部当たり、オルガ
ノハイドロジエンポリシロキサン０．１〜２０重量部、
カーボンブラック　３〜５０重量部、発泡剤０．５〜１
０重量部及び触媒量の白金系触媒を含有せしめて成るも
のである。

前記組成物において、オルガノハイドロジエンポリシロ
キサンの添加量が０．１重量部未満では硬化しずらく、
所望のゴム物性が得難く、また、２０重量部を超えると
オーバーキュアによりゴム強度が低下してしまうので好
ましくない。

更に、オルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジエ
ンポリシロキサンの上記範囲割合は、オルガノポリシロ
キサン中に含まれるビニル基濃度二■に対しオルガノハ
イドロジエンポリシロキサン中の水素基濃度：ＨがＨ／
Ｖ＝　１．０〜８．０の範囲になるように設定するのか
のぞましい。

このＨ／Ｖが１．０よりも小さいと加熱硬化しずらく所
望のゴム物性を得ることができないし、８．０を超える
とオーバーキュアとなり、ゴム強度が低下するので好ま
しくない。

また、カーボンブラックの添加量が３重量部より少ない
と導電性を有せず、５０重量部を超えると、著しくゴム
物性が低下するから好ましくない。

さらに、発泡剤の添加量が、０．５重量より少ないと発
泡せず、１０重量部を超えると、異常な発泡を生じ、均
一なセル径を有する発泡体が得られない。

白金系触媒は、通常知られた触媒有効量、例えばポリシ
ロキサンの合計量に基づいて０．０１〜０．５重量％の
範囲量が好適に用いられるが、発泡硬化温度及び時間に
よって、多少変更できる。

また、本発明に用いられる組成物の他に、本発明の所望
物性を損なわない程度で、他の添加剤を混合使用するこ
とができる。特に発泡成形したロールの程度を向上させ
るために補強用充填剤を添加することが有効である。そ
のような補強性充填剤としては、乾式性シリカ、湿式性
シリカ、けいそう土、これらに疎水処理したものが含ま
れる。

その添加量は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン１
００重量部に対し、１０〜１２０重量部が好ましく用い
られる。その量が１０重量部より少ないとロールの強度
の向上が充分でなく、　１２０重量部よりも多いとロー
ルとしての弾性が失われてしまうので不都合である。

また、場合によっては付加反応速度遅延剤、例えば、有
機窒素化合物、アルキン系化合物、錫化合物を用いて加
硫速度の調整を行なってもよいし、非アシル系有機過酸
加物を併用して圧縮永久歪特性をより改良されたものと
してもよい。

本発明においては、カーボンブラックの添加量（３〜５
０重量部）と発泡倍率の添加量（０，５〜１０重量部）
、及び加熱処理の温度と時間を選択することにより体積
固有抵抗が１０３〜１０＠Ωｃｍの範囲の所望の導電性
スポンジロールを調製することができる。

体積固有抵抗の小さいロールを得るには、カーボンブラ
ックの添加量を相対的に多（し、逆に体積固有抵抗の大
きいロールを得るには、カーボンブラックは少量添加さ
れる。

本発明の導電性スポンジロールの製造においては、発泡
倍率は、１．２倍〜１０倍の間が好ましく採用される。

１．２倍より小さいと発泡体とはいえず、また１０倍を
超えるものであると、ゴム材の弾性強度が著しく低下し
、導電性も１０’Ωｃｍを超えるものとなるからである
。

上記発泡倍率の調整方法は、従来公知のように発泡剤の
添加量を調整することにより行われる。

すなわち、添加量を増やすと、発泡倍率が上がり、減ら
すと発泡倍率が下がるという方法を用いるか、金型な用
いて、その寸法調整により強制的に発泡率倍をコントロ
ールするか、もしくは、発泡、加硫時の加熱温度を調整
すなわち、低温で発泡・加硫させると、発泡倍率は低（
なり、比較的高温で発泡、加硫させると発泡倍率が高く
なる等の方法を用いればよい。加熱温度は、通常１５０
〜４００℃が好ましい。

本発明においては、カーボンブラックの添加量と、この
発泡倍率との組合せにより、体積固有抵抗１０″〜１０
’Ωｃｍの範囲内のある特定値に容易に抵抗値の設定が
可能であり、またその抵抗値のバラツキの少ない導電性
ロールを得ることができる。

本発明の導電性スポンジロールの製造は、組成物をクロ
スへラドダイ付き押出し機を使用して芯金とともに連続
的に押出し成形し、芯金上に未発泡、未加硫の均一シリ
コーンゴム層を形成した後、これを加熱し、発泡、加硫
させることにより行われる。

上記芯金にはシリコーンゴムの押出し成形に先立って公
知のように、事前にブライマー処理を施しておけばよく
、また加熱手段としては、熱風乾燥炉、赤外、遠赤外、
加硫炉、ＵＨＦ波加硫炉等が用いられる。

［実施例］ 及立土ユ ビニル基含有オルガノポリシロキサン（信越化学工業■
製部品名、ＫＥ１５１ｕ）　　１００重量部に、オルガ
ノハイドロジエンポリシロキサン（同、Ｃ−１５３Ａ）
３重量部、白金触媒（同、Ｃａｔ−ＰＬ−２）　０．５
重量部、カーボンブラック（ライオン■製部品名、ケッ
チエンブラックＥＣ）　１０重量部を加えた導電性シリ
コーンゴム組成物に、発泡剤ＡＩＢＮを加えて配合、混
線後、　２ｍｍの厚さでシート状に分出した。

これを熱風乾燥炉中で２５０℃で１０分間加熱し、発泡
加硫させたのち、再び乾燥炉中で２００℃、４時間後処
理した。上記発泡剤の添加量を変えた各種組成物につい
ても同様にシートを作成し、加熱発泡させて各種物性を
測定した。その結果添加量によって、発泡倍率が変化し
、それにともない体積固有抵抗も変化したが、それぞれ
のスポンジはセル径が均一でその抵抗値は、バラツキの
少ないものであった。結果をまとめて後記第１表に示す
。

叉」ｌ肌ス 実施例１と同配合で発泡剤ＡＩＢＮの添加量を５重量部
に固定し、加熱条件を変え発泡倍率を調整したところ後
記第２表のような測定値を得た。

見立土ユ 実施例２の配合に有機過酸化物ジクミルパーオキサイド
を１重量部加え、物性の比較を行なったところ諸物性が
向上し、特に圧縮永久歪特性が向上した。その結果を後
記第３表に示す。

見立１− ビニル基含有オルガノポリシロキサン（信越化学工業練
製商品名、ＫＥ１５１ｕ）　１００重量部に、オルガノ
ハイドロジエンポリシロキサン（同、Ｃ−１５３Ａ）２
．５重量部、白金触媒（同、Ｃａｔ−ＰＬ−２）　０．
０５重量部、カーボンブラック（ライオン■製部品名、
ケッチエンブラックＥＣ）　６重量部を加えた導電性シ
リコーンゴム組成物に、発泡剤ＡＩＢＮの添加量を変え
た配合物を押出し機を使用して、あらかじめブライマー
処理を行なったステンレス製芯金（φ１ＯｎｏｎＸ　３
００Ｌｍｍ）とともに、ゴム外径φ１５ｍｍにし、体押
出した後、熱風乾燥炉中で２５０℃３０分間加熱し、発
泡加硫させた。次いで、これを再び乾燥炉中に入れ、２
００℃の温度で４時間加熱処理した。

得られたボンジロールの発泡倍率を測定した後、円筒研
削盤にて外径φｌ　６ｍｍまで研削加工をし、長さを２
６０士にカット加工した。このスポンジロールを、金属
製板上に置き、芯金両盤に１００ｇの荷重をかけロール
を金属板に押しつけた状態にて芯金と金属板との間の抵
抗値を測定した。結果を後記第４表に示す。第４表より
、発泡倍率の変化にともない、ロール製品としての抵抗
値も容易に変化し、セル径の均一な導電スポンジロール
が得られることがわかる。

［発明の効果］ 本発明による組成物を用いて製造される導電性ロールは
、非常に均一なセル径を有する発泡体ロールであるため
、硬ゴム導電性ロールでは、安定した製品が得られなか
った、体積固有抵抗１０３〜１０９Ωｃｍの領域で、安
定した導電性を有するロールを容易に得ることができる
。また、スポンジ成形後に導電性を後加工で付与する従
来の方法に比較して、安価に得ることができる。さらに
、本発明の導電性ロールは、その発泡倍率を調整するこ
とによりその導電性をコントロールすることを特徴とす
るロールで、従来公知である導電付与剤のカーボンブラ
ックの添加量を調整することにより、導電性をコントロ
ールする方法よりも体積固有抵抗１０３〜１０’Ｏｃｍ
の領域において、安定した導電性を有する製品を得るこ
とができる。

その他、本発明の導電性スポンジロールは、シリコーン
ゴムがベースなので環境による変化が少なく、特に圧縮
に対する歪特性が良好である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ビニル基含有オルガノポリシロキサン１００重量部
   、オルガノハイドロジエンポリシロキサン０．１〜２０
   重量部、カーボンブラック３〜５０重量部、発泡剤０．
   ５〜１０重量部及び触媒量の白金系触媒を含有してなる
   導電性スポンジロール用組成物。 ２、請求項１の組成物を芯金の表面に均一に層形成させ
   、１５０〜４００℃の温度に加熱して加硫発泡させるこ
   とを特徴とする導電性スポンジロールの製造方法。 ３、カーボンブラックの添加量と発泡倍率を調整して体
   積固有抵抗をコントロールすることを特徴とする請求項
   １の導電性スポンジロールの製造方法。