JPH09314694A - 導電性発泡ローラ - Google Patents

導電性発泡ローラ

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JPH09314694A
JPH09314694A JP13499096A JP13499096A JPH09314694A JP H09314694 A JPH09314694 A JP H09314694A JP 13499096 A JP13499096 A JP 13499096A JP 13499096 A JP13499096 A JP 13499096A JP H09314694 A JPH09314694 A JP H09314694A
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JP
Japan
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rubber
conductive
roller
rubbers
nbr
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JP13499096A
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English (en)
Inventor
Yuji Yamazaki
裕司 山崎
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定して所望の電気抵抗および硬度を付与す
ることができ、かつ低硬度の導電性発泡ローラを提供す
ることである。 【解決手段】 溶解パラメー夕ーの異なる少なくとも2
種のゴムを混合し、これに加硫剤および導電性充填剤を
配合してなる導電性発泡ローラであって、前記溶解パラ
メーターの異なる少なくとも2種のゴムにクロロプレン
ゴムをゴム総量に対して3〜55重量%の割合で含有さ
せたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
プリンター、ファクシミリーなどの電子写真複写装置に
使用する導電性ローラに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、種々の電子写真複写装置にお
いては、導電性ローラの表面を被帯電体に接触させるこ
とにより帯電または放電を行われている。前記導電性ロ
ーラには、導電性充填剤の配合によって導電性を付与し
たゴムが用いられている。例えば、特開平5−3313
07号公報に開示の導電性ローラは、エチレン−プロピ
レン−ジエン共重合ゴム(EPDM)に導電性物質とし
てカーボンブラックを配合して導電性を付与したもので
ある。
【0003】また、特公平5−40772号公報には、
ポリウレタンフォームに第4級アンモニウム塩を配合し
て注型発泡させた導電性ポリウレタンフォームが開示さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平5−331307号公報に開示の導電性ローラで
は、所望の電気抵抗値を得るためにカーボンブラックを
多量に混入させる必要がある。そのため、ローラの硬度
が高くなる。その対策として、オイル、可塑剤などを配
合することも考えられるが、オイルや可塑剤のローラ表
面への滲み出しによる、感光体汚染の問題が発生する。
【0005】また、導電性を付与するためにカーボンブ
ラックを配合するため、ローラの電気抵抗が印加電圧の
変化に大きく依存するようになる。このような印加電圧
への依存性は、導電性ロ−ラを電子写真装置に使用した
場合、必要とされる転写電流を得るのに精密な印加電圧
制御装置が必要となり、コストアップになるという問題
を生じさせる。
【0006】一方、特公平5−40772号公報の導電
性ゴムローラでは、電気抵抗は第4級アンモニウム塩の
配合量により決定され、かつポリウレタン自体が半導電
性を有するため、印加電圧に対する依存性は少ないが、
親水性のポリマーにさらに親水性の第4級アンモニウム
塩を配合しているため、温度や湿度などの環境変動によ
る電気抵抗の変化が大きいという問題がある。
【0007】これらの電気特性変動の解決策としては、
アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)と
EPDMのブレンドゴムにカーボンブラックを配合して
得られる導電性発泡ローラが有効である。すなわち、特
開平7−34030号公報には、半導電性のNBRと耐
候性に優れたEPDMのブレンドゴムにカーボンブラッ
クなどの導電性充填剤を配合した導電性発泡ローラが、
電気抵抗の印加電圧変動や環境変動に対する安定性に優
れることが開示されている。
【0008】しかし、NBRとEPDMとは、溶解パラ
メーター(以下、SP値という)が異なり、互いに非相
溶性であるため、加硫の偏り、カーボンブラックの偏在
などにより、所望の電気抵抗および硬度を安定して得る
ことが困難であった。すなわち、NBR相とEPDM相
との間でカーボンブラックが偏在しやすく、相間のカー
ボンブラックの分散状況や加硫速度のバランスが崩れや
すく、抵抗や硬度の再現性が乏しかった。
【0009】また、NBR相がEPDM相よりも加硫が
進んで急激に硬化してしまい、かつ加硫の遅れるEPD
M相より発泡ガスが抜けてしまうことにより、低硬度化
が困難であった。本発明の主たる目的は、上述の問題点
を解決し、NBRとEPDMのようにSP値の異なる2
種以上のゴムを使用するにもかかわらず、所望の電気抵
抗でかつ低硬度化を安定して達成することができる導電
性発泡ローラを提供することである。
【0010】
【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を重ねた結果、SP値の異な
る少なくとも2種のゴム(但し、クロロプレンゴムを除
く)を混合し、これに加硫剤および導電性充填剤を配合
してなる導電性発泡ローラであって、前記SP値の異な
る少なくとも2種のゴムにクロロプレンゴムをゴム総量
に対して3〜55重量%の割合で含有させるときは、低
硬度でかつ所望の電気抵抗を有する導電性発泡ローラが
得られるという新たな事実を見いだし、本発明を完成す
るに到った。
【0011】すなわち、SP値の異なる少なくとも2種
のゴムに所定量のクロロプレンゴムを含有させるとき
は、カーボンブラックや加硫剤に対する溶解性に優れた
ゴム相へのこれらの添加剤の集中的な偏在が緩和され、
その結果、当該ゴム相の急激な硬化が抑制され、ゴム全
体の加硫速度のバランスが崩れにくくなるため、電気抵
抗および硬度の再現性が改善される。
【0012】また、クロロプレンゴムは、その加硫の緩
慢さにより、他の少なくとも2種のブレンドゴムの加硫
・発泡過程において、相対的に低粘度の流動しやすい相
を形成し、高分子可塑剤的な効果を発揮する。そのた
め、ローラの表面からブリードして感光体汚染を引き起
こすオイルや可塑剤などの添加剤を用いることなく、導
電性発泡ローラのゴム硬度を飛躍的に低下させることが
可能になる。
【0013】これらの作用は、クロロプレンゴムに代え
て、SP値がクロロプレンゴムに近い他のゴムを使用し
ても得られず、クロロプレンゴムを使用することによっ
て初めて達成される。SP値の異なる少なくとも2種の
ゴムとしては、例えば、前記したNBRとEPDMとの
組合せがあげられる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の導電性発泡ローラの一例
を図1に示す。同図に示すように、本発明の導電性発泡
ローラは、好ましくは導電性発泡チューブ1の形態で構
成され、これを導電性シャフト2に外挿して使用する。
本発明の導電性発泡ローラに使用するゴム材料として
は、従来より導電性ローラに使用されているものがいず
れも使用可能であるが、本発明では特にSP値が7.3
〜10.3の範囲内から、クロロプレンゴムを除く、S
P値の異なる少なくとも2種のゴムを使用する。SP値
の差は、特に限定されないが、通常0.1以上、好まし
くは0.1〜2.4、より好ましくは0.1〜2.0で
ある。
【0015】SP値の異なるゴムの組み合わせ例として
は、例えば(1) アクりロニトリル(NBR)−ブタジエ
ン共重合ゴムとエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴ
ム(EPDM)、(2) 水素化ニトリルゴム(HNBR)
とエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPD
M)、(3) 水素化ニトリルゴム(HNBR)とアクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、(4) 水素
化ニトリルゴム(HNBR)とアクリロニトリル−ブタ
ジエン共重合ゴム(NBR)とエチレン−プロピレン−
ジエン共重合ゴム(EPDM)などがあげられる。
【0016】NBRを使用する場合、NBRのアクリロ
ニトリル含量は15〜55%、好ましくは15〜35%
である。前記HNBRとしては、例えば日本ゼオン
(株)製のゼットポール1020、同2010、同20
20などがあげられる。前記NBRとEPDMとを使用
する場合、EPDMにおけ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−へキサジエン、ジシ
クロぺンタジエンなどがあげられる。また、NBRとし
ては、前記と同じものが使用可能である。NBRとEP
DMとの配合割合は、NBR/EPDM(重量比)で1
00/0〜60/40である。
【0017】前記HNBRとEPDMとを使用する場
合、HNBRおよびEPDMとしては前記と同じものが
使用可能である。HNBRとEPDMとの配合割合は、
HNBR/EPDM(重量比)で100/0〜50/5
0であるのが好ましい。前記HNBRとNBRとを併用
する場合、HNBRおよびNBRとしては前記と同じも
のが使用可能である。HNBRとNBRとの配合割合
は、HNBR/NBR(重量比)で100/0〜20/
80であるのが好ましい。
【0018】前記HNBRとNBRとEPDMとを併用
する場合、HNBR、NBRおよびEPDMとしては前
記と同じものが使用可能である。HNBRとNBRとE
PDMとの配合割合は、HNBR/NBR/EPDM
(重量比)で100/0/0〜10/70/20である
のが好ましい。これらの組合せからなるゴム材料に対す
るクロロプレンゴムの含有割合は、3〜55重量%、好
ましくは5〜50重量%である。クロロプレンゴムの含
有割合が上記範囲を下回ると、電気抵抗や硬度の再現性
および低硬度化を図ることができない。ー方、クロロプ
レンゴムの含有割合が上記範囲を超えても、硬度が高く
なり、そのため転写ローラ等に使用した場合、被帯電体
上での充分な接触状態が得られず、中抜け現象等の画像
不良が生じやすくなる。
【0019】本発明において使用するゴム材料は、ゴム
単体で、体積固有抵抗が1012Ω・cm以下、好ましく
は109 〜1012Ω・cmであるのが好ましい。上記体
積固有抵抗は、JIS K 6911に規定の「抵抗
率」に準拠して求められる。すなわち、直径約100m
m、厚さ2mmの円板形試験片の両面にそれぞれ表面電
極および裏面電極を設け、印加電圧10Vで印加し、印
加から60秒経過後に体積抵抗Rv(Ω)を測定する。
このとき、測定環境は23.5℃で湿度55%RHと
し、この測定環境になじませるためのシーズニングは9
0時間とする。かくして体積固有抵抗ρvを次式より求
める。
【0020】
【数1】
【0021】ただし、 d:表面電極の外径(cm) t:試験片の厚さ(cm) 上記ゴムに添加する必要な添加剤としては、導電性充填
剤、加硫剤、発泡剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化
剤、可塑剤,補強剤、充填剤などがあげられるが、導電
性充填剤、加硫剤、加硫促進剤および発泡剤を除く他の
添加剤は必要に応じて添加すればよい。
【0022】本発明における導電性充填剤としては、カ
ーボンブラックが好適に使用される。カーボンブラック
としては、例えばチャンネルブラック、ファーネスブラ
ック、アセチレンブラックなどがあげられる。また、補
助的に、グラファイト、金属酸化物などを使用してもよ
い。金属酸化物としては、例えば酸化スズ、酸化チタン
(表面が酸化スズ被覆されたものも含む)などがあげら
れる。
【0023】導電性充填剤の添加量は、例えば導電性充
填剤としてカーボンブラックを用いる場合、ゴム材料1
00重量部に対して5〜60重量部、好ましくは30〜
50重量部であるのが適当である。導電性充填剤の添加
量がこの範囲を超えると、ローラの電気抵抗が印加電圧
に大きく依存するようになるため好ましくない。また、
カーボンブラックの粒径は18〜120nm、好ましく
は22〜90nmであるのが適当である。
【0024】加硫剤としては、例えばイオウ、有機含イ
オウ化合物のほか、有機過酸化物なども使用可能であ
る。有機含イオウ化合物としては、例えばテトラメチル
チウラムジスルフィド、N,N’−ジチオビスモルホリ
ンがあげられる。また、有機過酸化物としては、例えば
べンゾイルペルオキシドなどがあげられる。加硫剤の添
加量は、ゴム成分100重量部に対して0.3〜4重量
部、好ましくは1.0〜3.5重量部であるのが適当で
ある。
【0025】加硫促進剤としては、従来より使用されて
いる種々の加硫促進剤が使用可能であるが、本発明にお
いては、特にスルフェンアミド系加硫促進剤を使用する
のが好ましい。すなわち、SP値の異なる少なくとも3
種のゴムを混合し、成形、加硫して導電性発泡ローラを
得るに際し、ゴムに配合する加硫促進剤としてスルフエ
ンアミド系の加硫促進剤を用いるときは、特定のゴム相
(例えばNBR相)に加硫剤や加硫促進剤が集中的に偏
在するのをより一層有効に緩和することができる。
【0026】スルフェンアミド系加硫促進剤としては、
例えばN−tert−ブチル−2−べンゾチアゾリルスルフ
ェンアミド(大内新興化学工業社製のノクセラーNS
等)、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルス
ルフェンアミド(同社製のノクセラーMSA−G等)、
N,N−ジシクロヘキシル−2−べンゾチアゾリルスル
フェンアミド(同社製のノクセラーDZ等)などがあげ
られ、これらは単独で用いるほか、2種以上を混合して
用いてもよい。
【0027】加硫促進剤は、ゴム成分l00重量部に対
して0.3〜4重量部、好ましくは0.5〜3重量部の
割合で添加するのが適当である。加硫促進助剤として
は、例えば亜鉛華などの金属酸化物、ステアリン酸、オ
レイン酸、綿実脂肪酸などの脂肪酸その他の従来公知の
加硫促進助剤があげられる。
【0028】発泡剤としては、従来より使用されている
種々の発泡剤が使用可能であるが、本発明においては、
ゴム全体の加硫速度を遅延させる傾向があるアゾジカル
ボンアミド(ADCA)系発泡剤を用いるのが、一部の
ゴム相において急激に加硫が進行するのを抑制し、ゴム
全体の加硫を均一にするうえで好ましい。アゾジカルボ
ンアミド系発泡剤としては、例えば大塚化学(株)製の
「ユニフォームAZ」、三協化成(株)製の「セルマイ
クC」、東洋ヒドラジン(株)製の「アゾビスCA」な
どがあげられる。発泡剤の添加量は、ゴム成分100重
量部に対して2〜30重量部、好ましくは3〜20重量
部であるのが適当である。
【0029】老化防止剤としては、例えば2−メルカプ
トべンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル
−α−ナフチルアミン、N,N’−ジ−β−ナフチル−
p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプ
ロピル−p−フェニレンジアミンなどのアミン類、ジ−
tert−ブチル−p−クレゾール、スチレン化フェノール
などのフェノール類などがあげられる。
【0030】軟化剤としては、例えばステアリン酸、ラ
ウリン酸などの脂肪酸、綿実油、トール油、アスファル
ト物質、パラフィンワックスなどがあげられる。可塑剤
としては、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタ
レート、トリクレジルフォスフェートなどがあげられ
る。補強剤としては、カーボンブラックが代表例として
あげられるが、カーボンブラックは導電性充填剤として
本発明の導電性ローラの導電性に大きな影響を与える。
その他の充填剤としては、例えば炭酸カルシウム、クレ
ー、硫酸バリウム、ケイ藻土などがあげられる。
【0031】前記導電性シャフト2としては、従来より
導電性ローラのシャフトとして用いられているものがい
ずれも使用可能であり、例えば銅、アルミニウム、炭素
鋼、ステンレスなどの金属シャフトがあげられる。つぎ
に、本発明の導電性ローラの製造方法を説明する。ま
ず、前述のSP値の異なる少なくとも2種のゴムとクロ
ロプレンゴムとを混合し、これに導電性充填剤をはじめ
必要な各種添加剤を添加し混練した後、円筒状に押出成
形し、ついで加硫し、さらに2次加硫を行う。加硫は缶
加硫が好適であるが、無圧オーブン加硫、プレス加硫等
の他の加硫方法であってもよい。加硫条件は、使用する
ゴム材料や配合量に応じて変化するが、通常140〜1
70℃で0.5〜6時間行うのがよい。また、2次加硫
は、例えば熱風オーブン中で約140〜200℃で0.
5〜4時間程度行うのがよい。加硫の過程で発泡が行わ
れ、導電性発泡チューブが得られる。発泡倍率(体積
%)は140〜400、好ましくは200〜350の範
囲であるのが適当である。
【0032】ついで、図1に示すように、得られた導電
性発泡チューブ1に導電性シャフト2を挿入し、所定長
さにカットし、表面が研磨仕上げされる。本発明の導電
性発泡ローラは、導電性シャフト2に電圧を印加して、
ローラの表面を被帯電体に接触させることにより帯電ま
たは放電を行わせるものであって、シャフト径が8m
m、チューブの外径が18.7mmで長さが297mm
のときの導電性シャフト2からローラの外表面までの電
気抵抗は103 〜1010Ω、好ましくは106 〜109
Ωの範囲であるのが適当である。この電気抵抗は、図2
に示すようにして測定される。すなわち、導電性発泡チ
ューブ1が接触するように導電性発泡ローラをアルミニ
ウム板3上に設置し、さらに導電性シャフト2の両端に
それぞれ500gの荷重Wを与え、1000Vの電圧を
印加したときの電流値を測定し、オームの法則により電
気抵抗を求める。
【0033】ロ−ラの電気抵抗が前記範囲を下回ると、
リーク、紙汚れなどの画像上の問題が発生する。一方、
電気抵抗が前記範囲を超えると、転写効率が悪くなり、
実用に適さなくなる。前記導電性発泡チューブ1は、表
面の硬度がアスカーCで20〜40、好ましくは25〜
40の範囲にある。硬度が前記範囲を下回ると、ローラ
のへたりが生じやすくなり、磨耗も悪化し、耐久性に欠
ける。一方、硬度が前記範囲を超えると、転写ローラ等
に使用した場合、被帯電体上で充分な接触状態が得られ
ず、中抜け現象等の画像問題が生じやすくなる。硬度
(アスカーC)の測定は、高分子計器(株)製のゴム硬
度計「DD2型 形式C」を用いて行った。
【0034】また、前記導電性発泡チュープは、比重が
0.25〜0.55、吸水率が5〜100%、ローラの
外表面のセル径が800μm以下であるのが好ましい。
これらの特性値はいずれも電子写真装置の転写ローラと
して本発明の導電性ロ−ラを使用したときに最適な画像
を得るうえで好適な範囲を示している。すなわち、外表
面のセル径が前記範囲を超えると、転写ローラとして使
用した画像にピンホールが生じやすくなる。さらに、吸
水率が前記範囲を下回るとローラのへたりが生じやすく
なり、逆に吸水率が前記範囲を超えるとローラの硬度が
上昇し画像中の文字に中抜け現象が生じやすくなる。た
だし、最適な画像を得るための条件は、使用する電子写
真装置の種類や稼働条件などにより変動するため、必ず
しもこれらの範囲に限定されるものではない。
【0035】
【実施例】次に実施例および比較例をあげて本発明の導
電性ローラを説明するが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものではない。 実施例1〜4および比較例1〜7 表1に示す各ゴム材料を同表に示す割合で混合し、これ
に下記に示す組成の添加剤を配合し、混練した後、チュ
ーブ状に押出成形した。ついで、成形品を加硫缶に入れ
160℃で30分間加硫し、さらに熱風オーブンにて2
次加硫(180℃で1時間)して導電性ゴムチューブを
得た。この導電性ゴムチューブに金属シャフトを挿入
し、導電性チューブの長さを297mmにカットし、外
径が18.7mmになるように研磨仕上げを施して、導
電性発泡ローラを得た。
【0036】 (添加剤) (配合量phr) カーボンブラックN326 32 酸化亜鉛ZnO#1 5 ステアリン酸 1 硫黄 1 スルフェンアミド系加硫促進剤 1 ADCA系発泡剤 10 尿素系発泡助剤 10 使用した主な材料は以下のとおりである。
【0037】(ゴム材料) NBR:日本ゼオン社製のNipol DN401LL (SP値 = 8.
7) EPDM:日本合成ゴム社製のEPT4021 (SP値 = 7.9) HNBR:日本ゼオン社製のZetpol 2010L(SP値 = 9.
5) SBR:日本合成ゴム社製のSBR1502 (スチレン−ブタ
ジエンゴム)(SP値 =8.6) BR:日本合成ゴム社製のBR11(ブタジエンゴム)(SP
値 = 8.4) ECO:ダイソー社製のエピクロマーCG102 (エピクロ
ルヒドリンゴム)(SP値 = 9.1) U:TSE INDUSTRIES社製のミラセンWRT (ポリウレタン
ゴム)(SP 値 = 10.0 ) CR:昭和電工−デュポン社製のネオプレンWRT(ク
ロロプレンゴム)(SP値 = 9.2) (導電性発泡ローラの評価)各実施例および比較例で得
た導電性発泡ローラについて、それぞれ電気抵抗とゴム
硬度を測定した。測定は前記した方法にて行った。電気
抵抗は1000Vを印加したときの値であり、測定値は
対数で示した。また、硬度は硬度計を荷重500gでロ
ーラに押し当てたときの値である。
【0038】また、画像評価は、富士ゼロックス社製の
電子写真複写機(Ab1e3321)を用いて行った。
このうち、文字中抜けおよび複写紙裏面のカブリは、2
3.5℃、湿度55%RHの環境下で複写を行って評価
した。その結果、5枚の複写において、文字中抜けが全
くなかったものをOとし、文字中抜けが認められたもの
を×とした。また、その複写において、複写紙裏面にカ
ブリが全くなかったものをOとし、カブリが認められた
ものを×とした。
【0039】これらの試験結果を表1に併せてに示す。
【0040】
【表1】
【0041】表1から、NBRとEPDMにクロロプレ
ンゴムを含有させたゴムを用いた実施例1〜4の導電性
発泡ローラは、低硬度でかつ所望の電気抵抗が得られ、
画像評価においても文字中抜け等がなかった。これに対
して、比較例1〜7では、いずれも硬度が高く、そのた
め画像評価の結果が悪くなっていた。
【0042】
【発明の効果】以上のように、本発明の導電性発泡ロー
ラは、SP値の異なるゴムを含有するにもかかわらず、
クロロプレンゴムを含有することにより、硬度および電
気抵抗が安定し、かつ低硬度であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導電性ロ−ラのー例を示す平面図であ
る。
【図2】本発明におけるローラの抵抗値の測定方法を示
す説明図である。
【符号の説明】
1 導電性発泡チューブ 2 導電性シャフト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 3/04 KCT C08K 3/22 KCV 3/22 KCV C08L 21/00 C08L 21/00 0374−3J F16C 13/00 B F16C 13/00 B41J 29/00 S // B29K 9:00 19:00 105:04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶解パラメーターの異なる少なくとも2種
    のゴム(但し、クロロプレンゴムを除く)を混合し、こ
    れに加硫剤および導電性充填剤を配合してなる導電性発
    泡ロ―ラであって、 前記溶解パラメーターの異なる少なくとも2種のゴムに
    クロロプレンゴムをゴム総量に対して3〜55重量%の
    割合で含有させたことを特徴とする導電性発泡ローラ。
  2. 【請求項2】前記溶解パラメーターの異なる少なくとも
    2種のゴムが、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴ
    ムおよびエチレン―プロピレン−ジエン共重合ゴムであ
    る請求項1記載の導電性発泡ローラ。
JP13499096A 1996-05-29 1996-05-29 導電性発泡ローラ Pending JPH09314694A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014190373A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Tokai Rubber Ind Ltd ホース

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