図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2000年9月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (1)

解決手段

(A)エチレンプロピレンゴム及び/又はエチレン・プロピレンジエンゴム5〜98重量部

(B)下記平均組成式(1)

RnSiO(4-n)/2 (1)

(但し、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基であり、nは1.95〜2.05の正数である。)で示されるオルガノポリシロキサン2〜95重量部

(C)平均粒子径が0.1〜100μmの球状シリコーンエラストマー粒子

(A)、(B)成分の合計100重量部に対し5〜200重量部、

(D)導電性材料

を含有する導電性ゴム組成物半導電性ゴム硬化物層芯金に形成されてなることを特徴とする半導電ロール

効果

本発明の半導電ロールは、半導電領域での電気抵抗率成形条件によって左右されず、かつバラツキが極めて少なく安定していると共に、成形加工性加硫特性及びゴム弾性に優れたものである。

概要

背景

概要

(A)エチレンプロピレンゴム及び/又はエチレン・プロピレンジエンゴム5〜98重量部

(B)下記平均組成式(1)

RnSiO(4-n)/2 (1)

(但し、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基であり、nは1.95〜2.05の正数である。)で示されるオルガノポリシロキサン2〜95重量部

(C)平均粒子径が0.1〜100μmの球状シリコーンエラストマー粒子

(A)、(B)成分の合計100重量部に対し5〜200重量部、

(D)導電性材料

を含有する導電性ゴム組成物半導電性ゴム硬化物層芯金に形成されてなることを特徴とする半導電ロール

本発明の半導電ロールは、半導電領域での電気抵抗率成形条件によって左右されず、かつバラツキが極めて少なく安定していると共に、成形加工性加硫特性及びゴム弾性に優れたものである。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

(A)エチレンプロピレンゴム及び/又はエチレン・プロピレンジエンゴム5〜98重量部(B)下記平均組成式(1)RnSiO(4-n)/2 (1)(但し、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基であり、nは1.95〜2.05の正数である。)で示されるオルガノポリシロキサン2〜95重量部(C)平均粒子径が0.1〜100μmの球状シリコーンエラストマー粒子(A)、(B)成分の合計100重量部に対し5〜200重量部、(D)導電性材料を含有する導電性ゴム組成物半導電性ゴム硬化物層芯金に形成されてなることを特徴とする半導電ロール

請求項2

導電性材料が、導電性カーボンブラック導電性亜鉛華、及び導電性酸化チタンから選ばれる1種又は2種以上である請求項1記載の半導電ロール。

請求項3

半導電性ゴム硬化物体積抵抗が103〜1010Ω・cmである請求項1又は2記載の半導電ロール。

技術分野

0001

本発明は、半導電領域(103〜1010Ω・cm)で安定した電気抵抗を示す半導電ロールに関する。

0002

従来、電気絶縁性を示すゴム状物質導電性材料を配合した導電性ゴムは種々知られており、例えば導電性材料としてカーボンブラック等を配合し、電気抵抗を10-1〜102Ω・cmの範囲にした導電性ゴムが広い分野で応用されている。一方、電気絶縁性ゴム状物質の一つであるエチレンプロピレンジエンゴム(以下EPDMと記す)及びシリコーンゴムは、耐熱性耐寒性耐候性に優れ、電気絶縁性ゴムとして多く利用されているが、他のゴム状物質と同様に導電性材料を添加することで、導電性ゴムとしても実用化されている。また、特開平9−302232号公報にはシリコーンゴム以外の有機ゴムシリコーンゴムパウダーを添加することが提案されているが、このものは電子伝導による導電性付与剤イオン伝導による導電性付与剤を併用する必要があり、汎用的ではなく、半導電領域の抵抗の安定性も不十分であった。

0003

この場合、導電性EPDM或いは導電性シリコーンゴムに添加する導電性材料としては、例えばカーボンブラックやグラファイト、銀、ニッケル、銅等の各種金属粉、各種非導電性粉体短繊維表面を銀等の金属で処理したもの、炭素繊維金属繊維などを混合したものが、ゴムがもつ特異な特性を損なうことなく、その導電性材料の種類及び充填量によりシリコーンゴムの電気抵抗率を1010〜10-3Ω・cm程度まで低下させ得ることから頻繁に使用されている。

0004

しかしながら、合成ゴムケッチェンブラックアセチレンブラック等の導電性カーボンブラックを配合した場合、103〜1010Ω・cmという半導電領域では電気抵抗率のバラツキが極めて大きくなり、電気抵抗を安定化させることは困難であった。これは、成形条件によりカーボンの分散が著しく変化することが原因であると考えられる。

0005

ところが、最近においては、OA機器部品、特に乾式複写機における帯電ロール転写ロール現像ロール紙送りロール定着ロール加圧ロール除電ロールクリーニングロールオイル塗布ロール等のゴムロールとして、半導電ロールの必要性が高まり、このため半導電領域での電気抵抗変動が少なく、安定した電気抵抗を示す半導電ロールが求められている。

0006

なお、抵抗値を安定化する方法として、特開平3−195752号公報にはEPDMとオルガノポリシロキサンを混合することが提案されている。しかし、半導電領域の抵抗の安定性の要求がより高度になっている今日では、更なる抵抗の安定性が求められている。

0007

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、半導電領域での電気抵抗の変動が極めて狭く、電気抵抗が成形条件に左右されずに安定している半導電ロールを提供することを目的とする。

0008

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、
(A)エチレン・プロピレンゴム及び/又はエチレン・プロピレン・ジエンゴム
5〜98重量部
(B)下記平均組成式(1)
RnSiO(4-n)/2 (1)
(但し、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基であり、nは1.95〜2.05
正数である。)
で示されるオルガノポリシロキサン2〜95重量部
に導電性カーボンブラック、導電性亜鉛華導電性酸化チタン等の導電性材料を配合した導電性EPDM/シリコーンゴム組成物に対し、平均粒子径が0.1〜100μmの球状シリコーンエラストマー粒子を上記(A)、(B)成分の合計100重量部に対し5〜200重量部配合したものを用い、これを成形硬化して、芯金上に半導電シリコーンゴム層を形成した場合、該ゴム層は103〜1010Ω・cmの半導電領域において、電気抵抗のバラツキが2桁以下という安定した電気抵抗を与え、耐候性にも優れ、OPC汚染も殆どなく、このため特に現像ロールや転写ロール、帯電ロール等に適した高安定性の半導電ロールが得られることを知見し、本発明をなすに至った。

0009

以下、本発明につき更に詳述すると、本発明の半導電ロールは、芯金に、
(A)エチレン・プロピレンゴム及び/又はエチレン・プロピレン・ジエンゴム
5〜98重量部
(B)下記平均組成式(1)
RnSiO(4-n)/2 (1)
(但し、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基であり、nは1.95〜2.05
の正数である。)
で示されるオルガノポリシロキサン2〜95重量部
(C)平均粒子径が0.1〜100μmの球状シリコーンエラストマー粒子
(A)、(B)成分の合計100重量部に対し5〜200重量部、
(D)導電性材料
を含有する導電性ゴム組成物半導電性硬化物層を形成したものである。

0010

ここで、上記半導電性ゴム組成物に用いられる(A)成分としては特に制限はなく、一般に市販されているエチレン・プロピレンゴム(以下、EPM)、EPDMを使用することができるが、特にエチレン含有率が40〜70重量%、100℃におけるムーニー粘度が5〜100、特に5〜70のものが好適に用いられる。ムーニー粘度が高すぎるとオルガノポリシロキサンとの分散性が悪くなることがあり、抵抗の安定性が不十分となることがある。なお、EPDMを構成するジエンモノマーとしては、エチリデンノルボルネンジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエンなどが挙げられ、不飽和度としてはヨウ素価が1〜40の範囲であるものが好ましい。

0011

次に、(B)成分のオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(1)で示されるものである。
RnSiO(4-n)/2 (1)

0012

上記式(1)におけるRは置換又は非置換の一価炭化水素基を表し、通常炭素数1〜10、特に1〜8のもので、具体的には、メチル基エチル基プロピル基ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基ビニル基アリル基プロペニル基等のアルケニル基シクロアルケニル基フェニル基トリル基等のアリール基ベンジル基フェニルエチル基等のアラルキル基、或いはこれらの基の水素原子の一部又は全部が塩素原子フッ素原子シアノ基などの有機基で置換されたハロゲン化炭化水素基シアノ化炭化水素基等が例示されるが、特に一般的には該オルガノポリシロキサンの主鎖がジメチルシロキサン単位からなるもの或いはこのジメチルポリシロキサンの主鎖にフェニル基、ビニル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等を導入したもの等が好適に使用できる。また、nは1.95〜2.05の正数である。

0013

なお、上記オルガノポリシロキサンの重合度は100以上であることが好ましい。重合度が100未満では硬化物機械的強度が低下し、成形加工性が劣る場合がある。より好ましくは100〜100,000、更に好ましくは3,000〜20,000である。

0014

本発明においては、ゴム成分として、上記(A)成分と(B)成分のオルガノポリシロキサンとは、重量比で98:2〜5:95の割合、より好ましくは95:5〜40:60、更に好ましくは90:10〜50:50の割合で混合したものを使用する。なお、(A)成分と(B)成分とを併用することにより、半導電領域の抵抗の安定性が優れると共に、耐候性に優れ、現像装置におけるOPC汚染も極めて少ないという利点がある。

0015

次に、(C)成分の球状シリコーンエラストマー粒子は、(A)、(B)成分と相乗的に作用して半導電領域の抵抗を安定化させる成分であり、その平均粒子径が0.1〜100μm、好ましくは0.5〜40μmであるものを使用する。平均粒子径が0.1μm未満の粒子は、製造が困難であると共に、その添加効果が十分に得られ難く、100μmを超えるとゴム硬化物の機械的強度が損なわれる場合がある。

0016

この場合、球状シリコーンエラストマー粒子は、上記平均粒子径を有するオルガノポリシロキサンの硬化物であればその種類やグレード、製造方法等に何ら制限はなく、適宜なものを使用し得る。具体的には、球状シリコーンエラストマー粒子として、特に限定されるものではないが、硬化性オルガノポリシロキサン組成物を230〜300℃のスプレードライヤーの中で硬化させ、粒状のシリコーンエラストマーを得る方法(特開昭59−96122号公報)、或いは硬化性オルガノポリシロキサン組成物、例えばビニル基含有オルガノポリシロキサンオルガノハイドロジェンポリシロキサンとからなる付加反応型オルガノポリシロキサン組成物を水中に界面活性剤を用いてエマルジョン粒子粒径20μm以下となるようにエマルジョン化し、付加反応用の白金系触媒を添加し、スプレードライ前又はスプレードライ終了までにこのエマルジョン粒子中に含まれているオルガノポリシロキサンを硬化させる方法(特開昭62−257939号公報)などの方法によって得られたものを使用し得るが、特にビニル基含有オルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを界面活性剤を用いてエマルジョンとし、白金系触媒により付加反応させ硬化して製造されたものが好ましい。なお、このエラストマー粒子として、その表面を予め又はその製造途中にシランシロキサン等で処理したものを使用することもできる。

0017

球状シリコーンエラストマー粒子の使用量は、上記ゴム成分100部(重量部、以下同様)に対して球状シリコーンエラストマー粒子を5〜200部であり、特に10〜150部とすることが好ましい。球状シリコーンエラストマー粒子の配合量が上記割合より少ないと、添加効果が得られず、上記割合を超えると硬化物の機械的強度が低下する場合がある。

0018

次いで、(D)成分の導電性材料としては、半導電性ゴム硬化物の体積抵抗率が103〜1010Ω・cmとなるものであれば、その種類、配合量は制限されないが、導電性カーボンブラック、導電性亜鉛華、導電性酸化チタンのうち1種又は2種以上を併用することが好ましい。

0019

ここで、導電性カーボンブラックとしては、通常導電性ゴム組成物常用されているものが使用し得、例えばアセチレンブラック、コンダクティブファーネスブラック(CF)、スーパーコンダクティブファーネスブラック(SCF)、エクストラコンダクティブファーネスブラック(XCF)、コンダクティブチャンネルブラック(CC)、1500℃程度の高温熱処理されたファーネスブラックやチャンネルブラック等を挙げることができる。具体的には、アセチレンブラックとしては電化アセチレンブラック(電気化学社製)、シャウニガンアセチレンブラック(シャウニガンケミカル社製)等が、コンダクティブファーネスブラックとしてはコンチネックスCF(コンチネンタルカーボン社製)、バルカンC(キャボット社製)等が、スーパーコンダクティブファーネスブラックとしてはコンチネックスSCF(コンチネンタルカーボン社製)、バルカンSC(キャボット社製)等が、エクストラコンダクティブファーネスブラックとしては旭HS−500(旭カーボン社製)、バルカンXC−72(キャボット社製)等が、コンダクティブチャンネルブラックとしてはコウラクスL(デグッサ社製)等が例示され、また、ファーネスブラックの一種であるケッチェンブラックEC及びケッチェンブラックEC−600JD(ケッチェンブラックインターナシナル社製)を用いることもできる。なお、これらのうちでは、アセチレンブラックが不純物含有率が少ない上、発達した二次ストラクチャー構造を有することから導電性に優れており、本発明において特に好適に用いられる。なおまた、その卓越した比表面積から低充填量でも優れた導電性を示すケッチェンブラックECやケッチェンブラックEC−600JD等も好ましく使用できる。

0020

上記導電性カーボンブラックの添加量は、上述したゴム成分100部に対して1〜50部、特に5〜20部とすることが好ましい。添加量が1部未満では所望の導電性を得ることができない場合があり、50部を超えると得られる部材の電気抵抗が103Ω・cm未満になる可能性があり、目的とする半導電領域とはならないことがある。

0021

また、導電性亜鉛華としては、具体的には、本荘ケミカル(株)製の導電性亜鉛華が好適に使用され、これを50〜300部、特に80〜250部添加することにより103〜1010Ω・cmの電気抵抗を得ることができる。添加量が50部より低いと導電性を得ることができず、一方300部を超えると著しく力学特性を悪化させる場合があり、このため添加量を100〜250部とすることがより好ましい。

0022

更に、白色導電性酸化チタンとしては、例えばET−500W(石原産業(株)製)を挙げることができる。この場合、基本組成はTiO2・SnO2にSbをドープしたものとすることが好ましい。なお、添加量は上述した導電性亜鉛華の添加量と同様とすることができる。

0023

上記ゴム成分を硬化させるためには硬化剤が使用されるが、その硬化剤としては、通常導電性ゴム組成物の加硫に使用されるラジカル反応を利用して加硫、硬化させるものであれば、その硬化機構に制限はなく、従来公知の種々の硬化剤を用いることができる。例えば、パーオキサイドとしては、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシヘキサン等のアルキル過酸化物ジクミルパーオキサイド等のアラルキル過酸化物等の有機過酸化物が挙げられるほか、イオウ加硫してもよい。なお、硬化剤の使用量は硬化有効量であり、有機過酸化物の場合、上記ゴム成分100部に対し0.1〜10部とすることが好ましい。

0025

本発明の半導電ロールは、芯金に上記ゴム組成物の半導電性硬化物層を形成するものであるが、この場合、芯金の材質、寸法等はロールの種類に応じて適宜選定し得る。また、ゴム組成物の成形、硬化法も適宜選定し得、例えば加圧成形移送成形押出成形射出成形カレンダー成形等の方法によって成形でき、硬化法は硬化剤の種類に応じて選択される。

0026

なお、この半導電性硬化物層は、その表面と芯金との抵抗が1×103〜1×1010Ω・cmであることが有効であり、このゴム層は上記抵抗値の範囲において、電気抵抗のバラツキが2桁以内であるため、特に現像装置における帯電ロール、転写ロール、現像ロール、紙送りロール等の半導電ロールとして好適である。

発明の効果

0027

本発明の半導電ロールは、半導電領域での電気抵抗率が成形条件によって左右されず、かつバラツキが極めて少なく安定していると共に、成形加工性、加硫特性及びゴム弾性に優れたものである。

0028

以下、実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、以下の例において部はいずれも重量部を示す。

0029

[実施例1,2、比較例1〜3]EPDM(商品名EP−43、日本合成ゴム製)、ジメチルシロキサン単位99.85モル%とメチルビニルシロキサン単位0.15モル%とからなる平均重合度が約8000のメチルビニルポリシロキサン、表面が疎水化処理されたシリカR−972(日本アエロジル(株)製商品名)、流動パラフィンPW−380(出光興産(株)製商品名)、老化防止剤(ノクラックMB、大内新興化学(株)製商品名)、球状シリコーンエラストマー粒子KMP594(粒径3〜10μm、信越化学工業(株)製商品名)を表1に示す量で配合し、更にケッチェンブラックを添加、混練した。次いで、有機過酸化物の2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンを混練し、得られたコンパウンドを用いて直径20mmのロールを成形した。なお、この時の成形温度は165℃×15分、成形圧力は30kgf/cm2であった。次に、得られたロールの電気特性を測定した。結果を表1に示す。なお、電気特性は、図1に示すような幅7mmの電極3にロール1を接触させ、電極3とロール芯金2との間の抵抗を測定した。測定箇所は軸方向に対し20点についてそのバラツキを評価した。この場合、測定電圧は100V、測定機器4は(株)アドバンテストデジタル超高抵抗計R8340を用いた。また、OPCへの汚染は、得られたロールをレーザープリンターに組み込み、評価した。結果を表1に示す。

0030

0031

[実施例3,4、比較例4]ケッチェンブラックと導電性亜鉛華(本荘ケミカル(株)製商品名)、又は白色導電性酸化チタンET−500W(石原産業(株)製商品名)を表2に示す割合で添加し、それ以外は実施例1と同様にして、その特性を評価した。結果を表2に示す。

0032

0033

表1、2の結果より、EPDMとオルガノポリシロキサンと球状シリコーンエラストマー粒子を配合したもの(実施例1〜4)は、半導電領域においてより安定した電気抵抗値を示し、OPCの汚れも少なかった。

図面の簡単な説明

0034

図1半導電ロールの電気特性を測定するために用いられた装置の概略図である。

--

0035

1ロール
2芯金
3電極
4 抵抗値測定器

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ