JPH10110080A - 導電性フッ素系ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フッ素系ゴム自体の優れた物理的特性（ゴム弾
性、表面摩擦性、摩耗強度）を損なうことなく、電気的
特性（抵抗均一性、抵抗環境安定性）を満足し、しかも
導電性およびトナー剥離性が良好な成形体を得ることの
できる導電性フッ素系ゴム組成物を提供する。 【解決手段】四フッ化エチレン−プロピレンゴムを主成
分とし、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有する
という構成である。 （Ａ）アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アク
リロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−アクリルゴ
ムからなる群から選ばれた少なくとも一つの合成ゴム。 （Ｂ）過酸化物加硫剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真複写機
の転写ベルト等に最適であり、優れた物理的特性を有
し、しかも導電性にも優れた成形体となりうる導電性フ
ッ素系ゴム組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真複写機による複写は、
回転する感光ドラムに原稿像を静電潜像として形成し、
これにトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナ
ー像を複写紙に転写することにより行われるようになっ
ている。そして、上記トナー像の複写紙への転写工程で
は、例えば図２に示すように、感光ドラム１表面上のト
ナー像２が感光ドラム１と転写ベルト３との間に挟まれ
た複写紙４に転写されるようになっている。なお、５は
転写ベルト３を駆動させる駆動ローラであり、６はその
駆動とともに動くことのできる従動ローラである。ま
た、７は転写ベルト３上の残留トナーを除去するクリー
ニングブレードであり、８は複写紙４に感光ドラム１表
面上のトナー像２を転写するため、転写ベルト３を帯電
させる電極ローラである。

【０００３】このような転写工程に用いられる転写ベル
ト３には、次のような物理的特性および電気的特性が要
求される。

【０００４】〔物理的特性〕 ゴム弾性 ……特別な装置を用いることなく、安定し
て回転駆動させることができる。適度なニップ幅を作る
ことで、複写紙を感光ドラムに密着させることができ
る。 表面摩擦性……表面に付着するトナーを機械的に除去
することができる。 摩耗強度 ……クリーニングブレードに対する耐久性
（摩耗に対する耐性）をもつ。

【０００５】〔電気的特性〕 抵抗均一性 ……中抵抗（１０⁷ 〜１０¹²Ω・ｃ
ｍ）で、ばらつきは１桁以内である。 抵抗環境安定性……設置環境中および使用中の抵抗値
の変動が少なく、そのばらつきは１桁以内である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような特性を概ね
満たすものとして、フッ素系ゴムに充填剤としてカーボ
ンブラック等を配合したフッ素系ゴム組成物からなる転
写ベルトが提案されている。しかしながら、元来フッ素
系ゴムはそれ自体の電気抵抗が１０¹⁵Ω・ｃｍ以上の絶
縁性ポリマーであり、このフッ素系ゴムに導電性を付与
するためカーボンブラック等を含有させても、その成形
体の電気抵抗は１０¹³Ω・ｃｍ以上にしかならないた
め、上記電気的特性を満足することができない。なお、
導電性を高めるため、フッ素系ゴム中にカーボンブラッ
クを多量に添加することも考えられるが、そうすると電
気抵抗が不安定になり、しかも物理的特性が損なわれる
という問題がある。

【０００７】そこで、このような問題を解決するため、
ヨウ素または臭素の少なくとも一つを含有するフッ素系
ゴムに、オニウム塩化合物と、導電性フィラーと、架橋
剤と、パーオキサイド化合物とを配合した架橋用導電性
フッ素ゴム組成物が提案されている（特開平８−５９９
４０号公報）。

【０００８】しかしながら、上記架橋用導電性フッ素ゴ
ム組成物には、電気抵抗の環境安定性が劣るという問題
がある。

【０００９】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、フッ素系ゴム自体の優れた物理的特性（ゴム
弾性、表面摩擦性、摩耗強度）を損なうことなく、電気
的特性（抵抗均一性、抵抗環境安定性）を満足し、しか
も導電性およびトナー剥離性が良好な成形体を得ること
のできる導電性フッ素系ゴム組成物の提供をその目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の導電性フッ素系ゴム組成物は、四フッ化
エチレン−プロピレンゴムを主成分とし、下記の（Ａ）
成分および（Ｂ）成分を含有するという構成をとる。 （Ａ）アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アク
リロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−アクリルゴ
ムからなる群から選ばれた少なくとも一つの合成ゴム。 （Ｂ）過酸化物加硫剤。

【００１１】すなわち、本発明者は、上記物理的特性お
よび電気的特性のいずれをも満足するような導電性フッ
素系ゴム組成物を得るため、一連の研究を重ねた。その
結果、四フッ化エチレン−プロピレンゴムを主成分と
し、上記合成ゴム〔（Ａ）成分〕と、過酸化物加硫剤
〔（Ｂ）成分〕とを含有させることにより、所期の目的
を達成できることを見いだし、この発明に到達した。

【００１２】なお、この発明において、「導電性」と
は、体積抵抗率が１０⁷ 〜１０¹²Ω・ｃｍ程度の範囲内
であるという趣旨である。そして、「四フッ化エチレン
−プロピレンゴムを主成分とする」とは、四フッ化エチ
レン−プロピレンゴムが導電性フッ素系ゴム組成物全体
に対して５０重量％以上の範囲で含有されているという
趣旨である。

【００１３】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明する。

【００１４】この発明の導電性フッ素系ゴム組成物は、
四フッ化エチレン−プロピレンゴムを主成分とし、上記
合成ゴム〔（Ａ）成分〕と、過酸化物加硫剤〔（Ｂ）成
分〕とを含有するものである。

【００１５】上記四フッ化エチレン−プロピレンゴム
は、得られる導電性フッ素系ゴム組成物に対して、５０
〜８５重量％の範囲内であることが好ましい。より好ま
しくは、７０〜８０重量％である。すなわち、５０重量
％未満であると、フッ素系ゴムの含有量が少なすぎ、フ
ッ素系ゴムの物理的特性が充分に得られなくなるおそれ
があり、８５重量％を超えると、絶縁性が大きくなり導
電性を得ることができなくなるおそれがあるからであ
る。なお、上記四フッ化エチレン−プロピレンゴムとし
ては、アフラス１５０Ｅ、アフラス１５０Ｐ、アフラス
２１０（日本合成ゴム社製）等の市販品が用いられる。

【００１６】また、上記四フッ化エチレン−プロピレン
ゴムとともに用いる合成ゴム〔（Ａ）成分〕としては、
アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニ
トリル−ブタジエンゴム、エチレン−アクリルゴムがあ
げられる。なお、これらの合成ゴム〔（Ａ）成分〕は、
極性基を有しており、この極性基により、この発明の導
電性フッ素系ゴム組成物の成形体に導電性を付与するこ
とができる。

【００１７】上記アクリロニトリル−ブタジエンゴム
（以下「ＮＢＲ」と略す）としては、例えば、ニポール
ＤＮ１０１Ｌ、ニポール１０４１Ｌ、ニポール１０４２
Ｌ、ニポール１０４３、ニポールＤＮ４０１Ｌ（日本ゼ
オン社製）等の市販品が用いられる。そして、上記合成
ゴム〔（Ａ）成分〕としてＮＢＲを用いた場合、ＮＢＲ
自体の耐摩耗性、高い引張強さおよび硬さ等の特性を導
電性フッ素系ゴム組成物に付与することができる。

【００１８】また、上記水素化アクリロニトリル−ブタ
ジエンゴム（以下「Ｈ−ＮＢＲ」と略す）としては、例
えば、ゼットポール２０３０Ｌ、ゼットポール２０２０
Ｌ、ゼットポール２０１０Ｌ、ゼットポール２０００Ｌ
（日本ゼオン社製）等の市販品が用いられる。そして、
上記合成ゴム〔（Ａ）成分〕としてＨ−ＮＢＲを用いた
場合、Ｈ−ＮＢＲ自体の高耐久性等の特性を導電性フッ
素系ゴム組成物に付与することができる。

【００１９】さらに、上記エチレン−アクリルゴム（以
下「ＥＭＡ」と略す）としては、例えば、エスプレンＥ
ＭＡ２１５２、エスプレンＥＭＡ２７５２（住友化学社
製）等の市販品が用いられる。そして、上記合成ゴム
〔（Ａ）成分〕としてＥＭＡを用いた場合、ＥＭＡ自体
の耐候性、耐薬品性等の特性を導電性フッ素系ゴム組成
物に付与することができる。また、ＥＭＡはＨ−ＮＢＲ
に比べ安価であり、経済的にも優れている。

【００２０】なお、上記合成ゴム〔（Ａ）成分〕は、単
独で用いてもよいし２種以上併用してもよい。しかしな
がら、２種以上併用すると物理的特性が低下するおそれ
があるため、単独で用いるほうが好ましい。なかでも、
経済的な面からＥＭＡが好ましい。そして、上記合成ゴ
ム〔（Ａ）成分〕は、四フッ化エチレン−プロピレンゴ
ム１００重量部（以下「部」と略す）に対し、１０〜７
０部配合することが好ましい。より好ましくは、１５〜
３０部である。すなわち、１０部未満であると、絶縁性
は大きくなり導電性が得られなくなるおそれがあり、逆
に、７０部を超えると、トナー剥離性が悪くなるおそれ
があるからである。

【００２１】さらに、上記過酸化物加硫剤〔（Ｂ）成
分〕としては、ジクミルペルオキシド、１，３−ビス
（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、１，
４−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）３，３，５−トリメ
チルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−
ｔ（ブチルペルオキシ）ヘキシン、ｎ−ブチル−４，４
−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ）バレレート等があげら
れる。そして、上記過酸化物加硫剤〔（Ｂ）成分〕は、
四フッ化エチレン−プロピレンゴム１００部に対し、１
〜２部配合することが好ましい。すなわち、１部未満で
は充分な加硫がなされず、逆に２部を超えると、加硫速
度が上昇し、加工成形性が劣化する傾向があるからであ
る。

【００２２】なお、この発明の導電性フッ素系ゴム組成
物には、上記成分以外に、充填剤、軟化剤、架橋助剤、
老化防止剤、加工助剤等のその他の添加剤が適宜に配合
される。

【００２３】この発明の導電性フッ素系ゴム組成物は、
四フッ化エチレン−プロピレンゴム、合成ゴム〔（Ａ）
成分〕、過酸化物加硫剤〔（Ｂ）成分〕、その他の配合
剤を所定の割合で配合し、これをオープンロール等で混
合することによって得ることができる。

【００２４】なお、上記導電性フッ素系ゴム組成物は、
例えば、所定の成形用金型内に充填して加硫（加硫条
件：１７０℃×２０分）することにより、成形体とされ
る。このような成形体は、図１の模式図に示すように、
上記四フッ化エチレン−プロピレンゴム９と合成ゴム
〔（Ａ）成分〕１０とが分散した状態で過酸化物加硫剤
〔（Ｂ）成分〕により共架橋されているため、四フッ化
エチレン−プロピレンゴム９の特性（絶縁性）を導電性
に変化させることができる。さらに、上記四フッ化エチ
レン−プロピレンゴム９と合成ゴム〔（Ａ）成分〕１０
とが分散されているため、上記効果を導電性フッ素系ゴ
ム組成物全体に均一に付与することができる。また、こ
の発明の導電性フッ素系ゴム組成物から得られた成形体
は、四フッ化エチレン−プロピレンゴム自体の物理的特
性を損なっておらず、しかも電子写真複写機の転写ベル
トとして用いた場合、トナー剥離性に優れたものとな
る。

【００２５】また、この発明の導電性フッ素系ゴム組成
物は、上記転写ベルト用の形成材料として用いる以外
に、その特性を利用して、電子写真複写機の転写ロー
ル、現像ロール、帯電ロール等の表面層等の形成材料と
して広く用いることができる。

【００２６】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２７】

【実施例１〜７、比較例】下記の表１に示す配合割合
で、各材料を配合し、そしてオープンロール等で混合し
て、目的とする導電性フッ素系ゴム組成物を得た。この
導電性フッ素系ゴム組成物を、過酸化物加硫（加硫条
件：１７０℃×２０分）することにより、導電性フッ素
系ゴム組成物の成形体を得た。この成形体について、引
張強さ、切断時伸び、硬さ、表面電気抵抗、体積抵抗
率、トナー剥離性を調べ、その結果を同じく表２および
表３に示した。なお、各測定方法は以下の通りである。

【００２８】〔引張強さおよび切断時伸び〕ＪＩＳ Ｋ
６２５１に準じて測定した。

【００２９】〔硬さ〕ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じて測
定した。

【００３０】〔表面電気抵抗および体積抵抗率〕ＪＩＳ
Ｋ ６９１１に準じて、印加電圧５００Ｖで測定し
た。

【００３１】〔トナー剥離性〕図３に示すように、表面
にトナーと塗布した紙（コクヨ社製、コヒー１７）２０
面上に、上記成形体から作製したゴム試験片（１１０ｍ
ｍ×３５ｍｍ×厚み２ｍｍ）２１を載せ、さらに、この
ゴム試験片２１上におもりＷ（４００ｇ）を載置した。
この状態で、ゴム試験片２１を矢印Ａ方向に５００ｍｍ
／ｍｉｎで引っ張った。ついで、ゴム試験片２１の表面
を白い紙（キムワイプ）で拭き、その汚れを目視で観察
し、汚れのないものを○、汚れのあるものを×とした。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】上記実施例１品〜７品はすべて、トナー剥
離性に優れている。さらに、表面電気抵抗も環境の変化
に対して、ばらつきは一桁以内に抑えられている。そし
て、体積抵抗率についても、電子写真複写機の転写ベル
トに要求される中抵抗（１０ ⁷ 〜１０¹²Ω・ｃｍ）の範
囲内となっている。また、物理的特性として、成形体の
引張強さ、切断時伸びおよび硬さに関しても、合成ゴム
〔（Ａ）成分〕と共架橋（過酸化物加硫）していないフ
ッ素系ゴム自体の特性（比較例品）とそれほど大きく変
化していない。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、この発明の導電性フッ素
系ゴム組成物は、四フッ化エチレン−プロピレンゴムを
主成分とし、極性基を有する特定の合成ゴムと過酸化物
加硫剤とが含有されているため、この導電性フッ素系ゴ
ム組成物の成形体に導電性を付与することができる。す
なわち、上記導電性フッ素系ゴム組成物を加硫成形する
際、四フッ化エチレン−プロピレンゴムと極性基を有す
る特定の合成ゴムとが均一に分散した状態で共架橋され
るため、優れた導電性を呈するようになる。そして、こ
のようにして得られた成形体は、四フッ化エチレン−プ
ロピレンゴムの物理的特性が損なわれておらず、しかも
トナー剥離性も良好であるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の導電性フッ素系ゴム組成物の成形体
を示す模式図である。

【図２】電子写真複写機の転写工程を示す構成図であ
る。

【図３】トナー剥離性の測定評価方法を示す説明図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 15:00） (Ｃ０８Ｌ 27/18 35:04）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四フッ化エチレン−プロピレンゴムを主
   成分とし、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有す
   ることを特徴とする導電性フッ素系ゴム組成物。 （Ａ）アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アク
   リロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−アクリルゴ
   ムからなる群から選ばれた少なくとも一つの合成ゴム。 （Ｂ）過酸化物加硫剤。