橡胶组合物、导电性辊及图像形成装置的制作方法

专利2022-05-09  64


本发明涉及一种橡胶组合物、包含使用所述橡胶组合物而形成的辊本体的导电性辊、以及包含所述导电性辊的图像形成装置。
背景技术
:在利用了电子照相法的图像形成装置中,有时使用包含使具有导电性的橡胶组合物发泡、交联而形成的辊本体的导电性辊(参照专利文献1、专利文献2等)。但是,之前的导电性辊存在辊电阻值的放置变动大的课题。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2015-034878号公报[专利文献2]日本专利特开2014-119546号公报技术实现要素:[发明所要解决的问题]本发明的目的在于提供一种可形成辊电阻值的放置变动小的导电性辊的辊本体的橡胶组合物。另外,本发明的目的在于提供一种包含使用所述橡胶组合物而形成的辊本体的导电性辊、以及包含所述导电性辊的图像形成装置。[解决问题的技术手段]本发明为一种橡胶组合物,用于形成导电性辊的辊本体,且所述橡胶组合物包含:含有二烯系橡胶、乙烯丙烯系橡胶及离子导电性橡胶的橡胶;以及用于使所述橡胶交联的交联成分,所述交联成分包含相对于所述橡胶的总量100质量份而为0.8质量份以上且1.2质量份以下的硫磺以及相对于所述橡胶的总量100质量份而为0.5质量份以上且1质量份以下的4,4'-二硫代二吗啉。另外,本发明为一种导电性辊,所述导电性辊包括包含所述本发明的橡胶组合物的交联物的辊本体。进而,本发明为一种包含所述本发明的导电性辊的图像形成装置。[发明的效果]根据本发明,可提供一种可形成辊电阻值的放置变动小的导电性辊的辊本体的橡胶组合物。另外,根据本发明,可提供一种包含使用所述橡胶组合物而形成的辊本体的导电性辊、以及包含所述导电性辊的图像形成装置。附图说明图1是表示本发明的导电性辊的实施方式的一例的立体图。图2是对测定导电性辊的辊电阻值的方法进行说明的图。[符号的说明]1:导电性辊2:辊本体3:通孔4:轴5:外周面6:铝滚筒7:外周面8:直流电源9:电阻10:测量电路f:负荷v:检测电压。具体实施方式如上所述,本发明的橡胶组合物的特征在于包含:含有二烯系橡胶、乙烯丙烯系橡胶及离子导电性橡胶的橡胶;以及用于使橡胶交联的交联成分,所述交联成分包含相对于橡胶的总量100质量份而为0.8质量份以上且1.2质量份以下的硫磺以及相对于橡胶的总量100质量份而为0.5质量份以上且1质量份以下的4,4'-二硫代二吗啉。另外,本发明的导电性辊的特征在于包括包含所述橡胶组合物的交联物的辊本体。若在制造所述之前的导电性辊之后不使用而在较长期间内贮存(放置),则会发生氧化劣化等经年劣化,且观察到辊电阻值上升的现象。将所述现象称为辊电阻值的放置变动,若辊电阻值因放置变动而超过导电性辊的规格值的上限,则有时通过组装有所述导电性辊的图像形成装置而形成的图像会产生不良状况。尤其是近年来,对于图像形成装置逐渐要求进一步的长寿命化,因此为了延长图像形成装置的产品寿命,对于作为更换用途而贮存的导电性辊也要求辊电阻值的放置变动小。作为用于减小辊电阻值的放置变动的一般对策,考虑到在橡胶组合物中调配抗老化剂,或者增加不易氧化劣化的橡胶的比例。但是,若实施这些对策,则存在橡胶组合物的材料选择的自由度受到限制的课题。与此相对,根据本发明,通过相对于橡胶以所述规定的比例并用作为交联剂的硫磺与4,4'-二硫代二吗啉,可在不降低橡胶组合物的材料选择的自由度的情况下减小辊电阻值的放置变动。所述情况根据后述的实施例、比较例的结果也可明确。《橡胶组合物》[橡胶]作为橡胶,如上所述至少并用二烯系橡胶、乙烯丙烯系橡胶及离子导电性橡胶。〈二烯系橡胶〉二烯系橡胶是为了对辊本体赋予作为橡胶的良好的特性、即柔软且压缩永久应变小、不易产生扁塌的特性而发挥功能。作为二烯系橡胶,由于主链中含有双键,具有硫磺交联性,因此如上所述可使用能够通过硫磺与4,4'-二硫代二吗啉的并用体系进行交联的各种二烯系橡胶。作为二烯系橡胶,例如可列举天然橡胶、异戊二烯橡胶(isoprenerubber,ir)、丙烯腈丁二烯橡胶(nitrilebutadienerubber,nbr)、苯乙烯丁二烯橡胶(styrenebutadienerubber,sbr)、丁二烯橡胶(butadienerubber,br)、氯丁二烯橡胶(chloroprenerubber,cr)等。其中,作为二烯系橡胶,优选为并用nbr与sbr此两种。(nbr)作为nbr,丙烯腈含量为24%以下的低腈nbr、25%~30%的中腈nbr、31%~35%的中高腈nbr、36%~42%的高腈nbr、43%以上的极高腈nbr均可使用。另外,作为nbr,有添加填充油来调整柔软性的充油型的nbr、以及不添加的非充油型的nbr,但本发明中为了防止感光体等的污染,优选为使用不含可成为渗出物质的填充油的非充油型的nbr。可使用这些nbr中的一种或两种以上。(sbr)作为sbr,利用乳化聚合法、溶液聚合法等各种聚合法使苯乙烯与1,3-丁二烯共聚而合成的各种sbr均可使用。另外,作为sbr,有根据苯乙烯含量而分类的高苯乙烯型、中苯乙烯型及低苯乙烯型的sbr,所述任一者均可使用。进而,作为sbr,有添加填充油来调整柔软性的充油型的sbr、以及不添加的非充油型的sbr,但本发明中为了防止感光体等的污染,仍然优选为使用不含可成为渗出物质的填充油的非充油型的sbr。可使用这些sbr中的一种或两种以上。〈乙烯丙烯系橡胶〉乙烯丙烯系橡胶由于其自身的耐臭氧性、耐候性优异,因此通过并用所述乙烯丙烯系橡胶,可抑制辊本体的氧化劣化且进一步减小辊电阻值的放置变动。作为乙烯丙烯系橡胶,可列举作为乙烯与丙烯的共聚物的乙烯丙烯橡胶(ethylenepropylenemonomer,epm)、以及作为乙烯与丙烯及二烯的共聚物的乙烯丙烯二烯橡胶(ethylenepropylenedienemonomer,epdm)。尤其是优选为具有硫磺交联性且可通过硫磺与4,4'-二硫代二吗啉的并用体系进行交联的epdm。作为epdm,可使用使乙烯、丙烯及二烯共聚的各种共聚物。作为二烯,可列举亚乙基降冰片烯(ethylidenenorbornene,enb)、二环戊二烯(dicyclopentadiene,dcpd)等。另外,作为epdm,有添加填充油来调整柔软性的充油型的epdm、以及不添加的非充油型的epdm,但本发明中为了防止感光体等的污染,仍然优选为使用不含可成为渗出物质的填充油的非充油型的epdm。可使用这些epdm中的一种或两种以上。〈离子导电性橡胶〉离子导电性橡胶是为了对橡胶组合物赋予适度的离子导电性且将包括包含所述橡胶组合物的交联物的辊本体的导电性橡胶的辊电阻值调整为适合于组装至图像形成装置中的范围内而发挥功能。再者,本发明的导电性辊可作为例如转印辊、带电辊、显影辊、清洁辊等组装在图像形成装置中使用。作为离子导电性橡胶,例如可列举表氯醇橡胶、聚醚橡胶等。其中,作为表氯醇橡胶,例如可列举表氯醇均聚物、表氯醇-环氧乙烷二元共聚物(epichlorohydrinethyleneoxidedipolymer,eco)、表氯醇-环氧丙烷二元共聚物、表氯醇-烯丙基缩水甘油醚二元共聚物、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(epichlorohydrinethyleneoxideallylglycidyletherterpolymer,geco)、表氯醇-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物、表氯醇-环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚四元共聚物等。另外,作为聚醚橡胶,例如可列举环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚二元共聚物、环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物等。其中,优选为包含环氧乙烷的共聚物、尤其是具有硫磺交联性且可通过硫磺与4,4'-二硫代二吗啉的并用体系进行交联的geco。geco中的环氧乙烷含量优选为30摩尔%以上、尤其是50摩尔%以上,优选为80摩尔%以下。如上所述,环氧乙烷对橡胶组合物赋予离子导电性,且发挥降低导电性辊的辊电阻值的作用,所述导电性辊包括包含所述橡胶组合物的交联物的辊本体。但是,若环氧乙烷含量小于所述范围,则无法充分获得所述作用,因此有时无法充分降低辊电阻值。另一方面,在环氧乙烷含量超过所述范围的情况下,引起环氧乙烷的结晶化,分子链的链段运动受到阻碍,因此反而有辊电阻值上升的倾向。另外,也有时交联后的辊本体变得过硬,或者交联前的橡胶组合物的加热熔融时的粘度上升,所述橡胶组合物的加工性或发泡性降低。geco中的烯丙基缩水甘油醚含量优选为0.5摩尔%以上、尤其是2摩尔%以上,优选为10摩尔%以下、尤其是5摩尔%以下。烯丙基缩水甘油醚为了使其自身作为侧链确保自由体积而发挥功能,由此发挥抑制环氧乙烷的结晶化且降低辊电阻值的作用。但是,若烯丙基缩水甘油醚含量小于所述范围,则无法充分获得所述作用,因此有时无法充分降低辊电阻值。另一方面,烯丙基缩水甘油醚在geco的交联时作为交联点发挥功能。因此,在烯丙基缩水甘油醚含量超过所述范围的情况下,geco的交联密度变得过高,由此分子链的链段运动受到阻碍,反而有辊电阻值上升的倾向。geco中的表氯醇含量为环氧乙烷含量及烯丙基缩水甘油醚含量的残量。即,表氯醇含量优选为10摩尔%以上、尤其是19.5摩尔%以上,优选为69.5摩尔%以下、尤其是60摩尔%以下。再者,作为geco,除了之前说明的使三种单量体共聚的狭义的含义下的共聚物以外,还已知有利用烯丙基缩水甘油醚对表氯醇-环氧乙烷二元共聚物(eco)进行改性的改性物。在本发明中,所述任一种geco均可使用。可使用这些离子导电性橡胶中的一种或两种以上。〈其他橡胶〉作为橡胶,也可进一步并用具有极性的橡胶,对导电性辊的辊电阻值进行微调整。作为具有极性的橡胶,可列举丙烯酸橡胶(acrylicrubber,acm)、所述二烯系橡胶中的cr等。另外,由于所述中acm具有高耐热性,因此通过并用所述acm,也可进一步有效地抑制辊本体的氧化劣化,进一步减小辊电阻值的放置变动。(acm)作为acm,可使用以丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等丙烯酸烷基酯为主成分、且进而使丙烯腈、2-氯乙基乙烯基醚等含卤素系单体或丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、亚乙基降冰片烯等共聚而合成的各种acm。可使用这些acm中的一种或两种以上。(cr)cr是对氯丁二烯进行乳化聚合而合成,根据此时使用的分子量调整剂的种类,分类为硫磺改性型与非硫磺改性型。其中,硫磺改性型的cr可通过如下方式合成,即利用二硫化秋兰姆等来对使氯丁二烯与作为分子量调整剂的硫磺共聚而成的聚合物进行塑化并调整为规定的粘度。另外,非硫磺改性型的cr例如分类为硫醇改性型、黄原改性型等。其中硫醇改性型的cr除了使用正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、辛基硫醇等烷基硫醇类作为分子量调整剂以外,与硫磺改性型的cr同样地合成。进而,黄原改性型的cr除了使用烷基黄原化合物作为分子量调整剂以外,仍然与硫磺改性型的cr同样地合成。另外,cr基于其结晶化速度分类为结晶化速度慢型、中庸型及快型。在本发明中可使用任一种类型的cr,但其中优选为非硫磺改性型且结晶化速度慢型的cr。另外,作为cr,还可使用氯丁二烯与其他共聚成分的共聚物。作为其他共聚成分,例如可列举:2,3-二氯-1,3-丁二烯、1-氯-1,3-丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、异戊二烯、丁二烯、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸及甲基丙烯酸酯等中的一种或两种以上。进而,作为cr,有添加填充油来调整柔软性的充油型的cr、以及不添加的非充油型的cr,但本发明中为了防止感光体的污染,仍然优选为使用不含可成为渗出物质的填充油的非充油型的cr。可使用这些cr中的一种或两种以上。〈橡胶的比例〉离子导电性橡胶的比例在橡胶的总量100质量份中为5质量份以上,其中优选为10质量份以上、尤其是15质量份以上,且为35质量份以下,其中优选为30质量份以下、尤其是25质量份以下。在离子导电性橡胶的比例小于所述范围或超过所述范围的情况下,有时在任何情况下均无法将导电性辊的辊电阻值调整为适合于组装至图像形成装置中的范围。另外,在离子导电性橡胶的比例超过所述范围的情况下,也有时二烯系橡胶或乙烯丙烯系橡胶的比例相对地变少而无法充分获得由并用这些橡胶而带来的所述效果。与此相对,通过将离子导电性橡胶的比例设为所述范围,可将导电性辊的辊电阻值调整为适合于组装至图像形成装置中的范围。另外,也可充分表现出由并用二烯系橡胶或乙烯丙烯系橡胶而带来的效果。乙烯丙烯系橡胶的比例在橡胶的总量100质量份中为1质量份以上,其中优选为5质量份以上、尤其是10质量份以上,且为30质量份以下,其中优选为25质量份以下、尤其是20质量份以下。若乙烯丙烯系橡胶的比例小于所述范围,则有时无法充分获得由调配所述乙烯丙烯系橡胶而带来的抑制辊本体的氧化劣化、进一步减小辊电阻值的放置变动的效果。另一方面,在乙烯丙烯系橡胶的比例超过所述范围的情况下,离子导电性橡胶或二烯系橡胶的比例相对地减少,也有时无法充分获得由并用这些橡胶而带来的所述效果。与此相对,通过将乙烯丙烯系橡胶的比例设为所述范围内,可抑制辊本体的氧化劣化,且进一步减小所述辊电阻值的放置变动。另外,也可充分表现出由并用离子导电性橡胶或二烯系橡胶而带来的效果。acm或cr等其他橡胶的比例优选为在橡胶的总量100质量份中为10质量份以下、尤其是5质量份以下。另外,不调配所述其他橡胶,即其他橡胶的比例也可为0质量份。作为二烯系橡胶的nbr和/或sbr的比例是离子导电性橡胶、乙烯丙烯系橡胶及其他橡胶的残量。即,在将离子导电性橡胶、乙烯丙烯系橡胶及其他橡胶的比例分别设定为所述范围的规定值时,只要以橡胶的总量成为100质量份的方式设定nbr和/或sbr的比例即可。[交联成分]〈交联剂〉作为交联成分,如上所述,并用硫磺与4,4'-二硫代二吗啉作为用于使橡胶交联的交联剂。其中,硫磺的比例限定为相对于橡胶的总量100质量份而为0.8质量份以上且1.2质量份以下。另外,4,4'-二硫代二吗啉的比例限定为相对于橡胶的总量100质量份而为0.5质量份以上且1质量份以下。这些理由如之前所说明那样。即,在硫磺及4,4'-二硫代二吗啉的比例中的任一者脱离所述范围的情况下,均无法获得由并用两种交联剂而带来的效果,辊电阻值的放置变动变大。与此相对,通过将所述两种交联剂均以所述规定的比例并用,即使任意地变更所调配的橡胶的比例,也可减小辊电阻值的放置变动。即,可在不降低橡胶组合物的材料选择的自由度的情况下形成辊电阻值的放置变动小的导电性辊的辊本体。(硫磺)作为硫磺,可列举能够作为橡胶的交联剂发挥功能的各种硫磺。作为所述硫磺,例如可使用作为橡胶用硫磺的一般形态的粉末硫磺、以提高分散性、防止飞散等为目的利用油处理所述粉末硫磺的油处理硫磺、以提高分散性等为目的利用有机分散剂或无机分散剂进行处理的分散性硫磺、沉降硫磺、胶体硫磺、不溶性硫磺等中的一种或两种以上。尤其是若考虑到提高对橡胶的分散性,提高橡胶组合物及导电性辊的加工性、生产性等,作为硫磺,优选为油处理硫磺。另外,作为油处理硫磺,根据油的含量已知有各种等级的硫磺,所述任一者均可使用。即使是油的含量不同的油处理硫磺,通过以换算成作为有效成分的硫磺的量且成为所述范围的方式,规定所述油处理硫磺的整体的量,也可发挥本发明的效果。(4,4'-二硫代二吗啉)作为4,4'-二硫代二吗啉的具体例,例如可列举大内新兴化学(股)制造的巴尔诺克(vulnoc)(注册商标)r等。〈交联促进剂〉作为交联成分,可与所述两种交联剂一起并用具有调整由所述两种交联剂引起的橡胶的交联反应的功能的所谓的交联促进剂。作为交联促进剂,例如可列举噻唑系促进剂、秋兰姆系促进剂、次磺酰胺系促进剂、二硫代氨基甲酸盐系促进剂等中的一种或两种以上。其中,优选为并用噻唑系促进剂与秋兰姆系促进剂。(噻唑系促进剂)作为噻唑系促进剂,例如可列举2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物、2-巯基苯并噻唑的锌盐、2-巯基苯并噻唑的环己基胺盐、2-(4'-吗啉基二硫代)苯并噻唑等中的一种或两种以上,尤其优选为二-2-苯并噻唑基二硫化物。(秋兰姆系促进剂)作为秋兰姆系促进剂,例如可列举一硫化四甲基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、四硫化二五亚甲基秋兰姆等中的一种或两种以上,尤其优选为一硫化四甲基秋兰姆。〈交联促进剂的比例〉若考虑到充分表现出调整由所述两种交联剂引起的橡胶的交联反应的功能,则秋兰姆系促进剂的比例优选为相对于橡胶的总量100质量份而为0.3质量份以上,优选为2质量份以下。另外,噻唑系促进剂的比例优选为相对于橡胶的总量100质量份而为0.3质量份以上,优选为3质量份以下。[发泡成分]可将辊本体设为非多孔质结构、多孔质结构中的任一种结构,为了将辊本体设为多孔质结构,优选为在橡胶组合物中调配发泡成分,使橡胶进行交联与交联前后的发泡。作为发泡成分,可使用通过加热而分解并产生气体的各种发泡剂。另外,也可组合发挥降低发泡剂的分解温度且促进其分解的作用的发泡助剂。〈发泡剂〉作为发泡剂,例如可列举:偶氮二碳酰胺(azodicarbonamide,adca)、4,4'-氧基双(苯磺酰基酰肼)(4,4'-oxybis(benzenesulfonylhydrazide),obsh)、n,n-二亚硝基五亚甲基四胺(n,n-dinitrosopentamethylenetetramine,dpt)等中的一种或两种以上。尤其是,作为发泡剂,优选为adca。adca的比例优选为相对于橡胶的总量100质量份而为0.5质量份以上,优选为5质量份以下。〈发泡助剂〉作为发泡助剂,如上所述可使用发挥降低所组合的发泡剂的分解温度且促进其分解的作用的各种发泡助剂,例如,作为与adca组合的发泡助剂,可列举脲(h2hconh2)系发泡助剂。发泡助剂的比例可根据所组合的发泡剂的种类等任意设定,优选为相对于橡胶的总量100质量份而为0.1质量份以上,优选为5质量份以下。[其他]在橡胶组合物中也可进一步视需要调配各种添加剂。作为添加剂,例如可列举:吸酸剂、无机系的填充剂等。其中,吸酸剂是为了捕捉在交联时自表氯醇橡胶或cr产生的氯系气体中的氯、且抑制氯系气体在游离状态下残留于辊本体内、或者由此而产生交联阻碍或感光体的污染等而发挥功能。作为吸酸剂,可使用作为酸受体而发挥作用的各种物质,其中优选为分散性优异的水滑石类或麦格拉特(magsarat),尤其优选为水滑石类。另外,若将水滑石类等与氧化镁或氧化钾并用,则可获得更高的吸酸效果,可更进一步确实地防止感光体等的污染。吸酸剂的比例优选为相对于橡胶的总量100质量份而为0.2质量份以上,优选为5质量份以下。无机系的填充剂是为了提高辊本体的机械强度等、或者在对辊本体的特性不产生影响的情况下使橡胶调配的调配单价降低而发挥功能。作为无机系的填充剂,例如可列举氧化锌、二氧化硅、碳黑、滑石、碳酸钙、黏土、碳酸镁、氢氧化铝等中的一种或两种以上。尤其是,为了在对辊本体的特性不产生影响的情况下使橡胶调配的调配单价降低,优选为使用滑石、碳酸钙、黏土、碳酸镁、氢氧化铝等中的一种或两种以上。无机系的填充剂的比例优选为相对于橡胶的总量100质量份而为15质量份以上,优选为25质量份以下。另外,通过使用导电性碳黑作为填充剂,也可对辊本体赋予电子导电性。作为导电性碳黑,优选为高耐磨碳黑(highabrasionfurnaceblack,haf)。haf在橡胶组合物中可均匀地分散,因此可尽可能地对辊本体赋予均匀的电子导电性。导电性碳黑的比例优选为相对于橡胶的总量100质量份而为5质量份以上,优选为15质量份以下。进而,作为添加剂,也可以任意的比例调配交联助剂、劣化抑制剂、防焦剂、塑化剂、润滑剂、颜料、抗静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂、共交联剂等各种添加剂。包含以上说明的各成分的本发明的橡胶组合物可与之前同样地制备。首先,以规定的比例调配橡胶进行素炼,接着加入发泡成分、交联成分以外的各种添加剂进行混炼后,最后加入发泡成分、交联成分进行混炼,由此获得橡胶组合物。混炼可使用例如捏合机、班伯里混料机、挤出机等。《导电性辊》图1是表示本发明的导电性辊1的实施方式的一例的立体图。参照图1,所述例的导电性辊1包括辊本体2,所述辊本体2包含含有所述各成分的橡胶组合物的交联物且形成为多孔质且单层的筒状,并且在辊本体2的中心的通孔3中插通固定有轴4。轴4由良导电性的材料、例如铁、铝、铝合金、不锈钢等金属等一体地形成。轴4例如经由具有导电性的粘着剂而与辊本体2电性接合且机械固定,或者通过将外径大于通孔3的内径的轴压入至通孔3中而与辊本体2电性接合且机械固定。另外,也可并用所述两种方法,将轴4与辊本体2电性接合且机械固定。〈辊电阻值的测定〉图2是对测定导电性辊1的辊电阻值的方法进行说明的图。参照图1、图2,在所述测定方法中,准备能够以固定的旋转速度旋转的铝滚筒6,自上方使测定辊电阻值的导电性辊1的辊本体2的外周面5与所准备的铝滚筒6的外周面7接触。另外,在导电性辊1的轴4与铝滚筒6之间串联连接直流电源8及电阻9而构成测量电路10。将直流电源8的(-)侧与轴4连接,( )侧与电阻9连接。将电阻9的电阻值r设为100ω。继而,向轴4的两端部分别施加4.9n(≒500gf)的负荷f,在使辊本体2压接于铝滚筒6的状态下,以30rpm使铝滚筒6旋转。而且,一面继续旋转,一面在导电性辊1与铝滚筒6之间自直流电源8施加直流1000v的施加电压e且在30秒后测量施加至电阻9的检测电压v。根据所测量的检测电压v与施加电压e(=1000v),导电性辊1的辊电阻值r基本上利用式(i'):r=r×e/v-r(i')而求出。其中,式(i')中的-r的一项可视为微小,因此本发明中利用通过式(i):r=r×e/v(i)而求出的值,设为导电性辊1的辊电阻值。测定是在温度23℃、相对湿度55%的常温常湿环境下实施。〈导电性辊1的制造〉为了制造本发明的导电性辊1,首先使用挤出成形机将包含所述各成分的橡胶组合物挤出成形为筒状,继而切割成规定的长度,在加硫罐内利用加压水蒸气进行加压、加热而使其发泡并交联。继而,在使用烘箱等对进行了发泡、交联的筒状体进行加热而进行二次交联后进行冷却,进而以成为规定的外径的方式研磨而形成辊本体2。轴4可在自筒状体的切割后至研磨后的任意的时间点插通固定于通孔3。其中,优选为在切割后,首先在将轴4插通至通孔3中的状态下进行二次交联及研磨。由此,可抑制由二次交联时的膨胀收缩引起的筒状体的翘曲或变形等。另外,通过一面以轴4为中心进行旋转一面进行研磨,而提高所述研磨的作业性,而且可抑制外周面5的跳动。轴4如之前所说明那样只要经由具有导电性的粘着剂、尤其是导电性的热硬化性粘着剂而插通至二次交联前的筒状体的通孔3中后进行二次交联、或者将外径大于通孔3的内径的轴压入至通孔3中即可。在前者的情况下,因烘箱中的加热,筒状体进行二次交联,与此同时热硬化性粘着剂硬化,所述轴4与辊本体2电性接合且机械固定。另外,在后者的情况下,与压入同时完成电性接合与机械固定。另外,如上所述,也可并用所述两种方法,将轴4与辊本体2电性接合且机械固定。《图像形成装置》本发明的图像形成装置的特征在于组装有所述本发明的导电性辊作为例如转印辊、带电辊、显影辊、清洁辊等。作为所述本发明的图像形成装置,可列举:激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置或它们的复合机等利用了电子照相法的各种图像形成装置。[实施例]以下,基于实施例、比较例对本发明进一步进行说明,但本发明的结构不必限定于这些例子。〈实施例1〉(橡胶组合物)作为橡胶,调配nbr[jsr(股)制造的jsr(注册商标)n250sl、低腈nbr、丙烯腈含量20%、非充油]40质量份、sbr[住友化学(股)制造的住友sbr1502、苯乙烯含量23.5%、非充油]30质量份、epdm[住友化学(股)制造的艾普恩(esprene)(注册商标)epdm505a、乙烯含量:50%、二烯含量:9.5%、非充油]10质量份、以及geco[日本瑞翁(zeon)(股)制造的海德林(hydrin)(注册商标)t3108]20质量份。而且,使用班伯里混料机,一面对各橡胶的总量100质量份进行素炼,一面首先加入下述表1所示的各成分进行混炼。[表1]成分质量份填充剂i10填充剂ii20吸酸剂1表1中的各成分为如下所述。再者,表1中的质量份为相对于橡胶的总量100质量份的质量份。填充剂i:碳黑haf[导电性碳黑、东海碳(股)制造的希特(seast)(注册商标)3]填充剂ii:重质碳酸钙[白石钙(股)制造的惠顿(whiton)(注册商标)bf-100]吸酸剂:水滑石类[协和化学工业(股)制造的dht-4a(注册商标)-2]继而,加入表2所示的发泡成分及交联成分,进一步进行混炼而制备橡胶组合物。[表2]成分质量份油处理硫磺14,4'-二硫代二吗啉0.5交联促进剂dm2交联促进剂ts1发泡剂4发泡助剂4表2中的各成分为如下所述。再者,表2中的质量份为相对于橡胶的总量100质量份的质量份。油处理硫磺:油含量为5质量%、作为有效成分的硫磺的含量为95质量%4,4'-二硫代二吗啉:大内新兴化学(股)制造的巴尔诺克(vulnoc)r交联促进剂dm:二-2-苯并噻唑基二硫化物[山东省单县化学(shandongshanxianchemicalco.ltd.)制造的商品名苏新(sunsine)mbts]交联促进剂ts:一硫化四甲基秋兰姆[三新化学工业(股)制造的苏喜乐(sanceler)(注册商标)ts]发泡剂:adca[永和化成工业(股)制造的商品名维尼芙(vinyfor)ac#3]发泡助剂:脲系发泡助剂[永和化成工业(股)制造的商品名赛帕特(cellpaste)101]相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为0.95质量份。(导电性辊)将制备的橡胶组合物供给至挤出成形机而挤出成形为外径φ10mm、内径φ3.0mm的筒状后,切割成规定的长度并安装于外径φ2.2mm的交联用的临时的轴上。继而,在加硫罐内利用加压水蒸气进行120℃×10分钟、继而160℃×20分钟的加压、加热,利用由发泡剂的分解而产生的气体使筒状体发泡且使橡胶交联。继而,将所述筒状体重新安装于在外周面上涂布有导电性的热硬化性粘着剂的外径φ5mm的轴4上,在烘箱中进行160℃×60分钟加热而进行二次交联,并且使热硬化性粘着剂硬化并与轴4电性接合且机械固定。而且,在对筒状体的两端进行整形后,使用圆筒磨削盘对其外周面5进行纵向磨削,由此将外径精加工至φ12.5mm(公差±0.1mm),而形成辊本体2,并制造导电性辊1。〈实施例2〉除了将4,4'-二硫代二吗啉的量设为0.8质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为0.95质量份。〈实施例3〉除了将油处理硫磺的量设为1.2质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为1.14质量份。〈实施例4〉除了将油处理硫磺的量设为1.2质量份、4,4'-二硫代二吗啉的量设为1质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为1.14质量份。〈实施例5〉除了将作为橡胶的nbr的量设为30质量份、sbr的量设为40质量份、油处理硫磺的量设为1.2质量份、4,4'-二硫代二吗啉的量设为1质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为1.14质量份。〈实施例6〉除了将作为橡胶的nbr的量设为30质量份、epdm的量设为20质量份、油处理硫磺的量设为1.2质量份、4,4'-二硫代二吗啉的量设为1质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为1.14质量份。〈比较例1〉除了将油处理硫磺的量设为0.5质量份、4,4'-二硫代二吗啉的量设为3质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为0.48质量份。〈比较例2〉除了将4,4'-二硫代二吗啉的量设为0.3质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为0.95质量份。〈比较例3〉除了将油处理硫磺的量设为1.3质量份、4,4'-二硫代二吗啉的量设为1质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为1.24质量份。〈比较例4〉除了将4,4'-二硫代二吗啉的量设为2质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为0.95质量份。〈比较例5〉除了将油处理硫磺的量设为0.8质量份、4,4'-二硫代二吗啉的量设为1质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为0.76质量份。〈比较例6〉除了将油处理硫磺的量设为0.32质量份、4,4'-二硫代二吗啉的量设为0.4质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为0.3质量份。〈比较例7〉除了将油处理硫磺的量设为2.1质量份、4,4'-二硫代二吗啉的量设为0.3质量份以外,与实施例1同样地制备橡胶组合物,并制造导电性辊1。相对于橡胶的总量100质量份,作为有效成分的硫磺的量为2质量份。〈辊电阻值的放置变动评价〉按照之前说明的测定方法测定实施例、比较例中制造的导电性辊1在温度23℃、相对湿度55%的常温常湿环境下的辊电阻值r(ω),来作为辊电阻值的初始值r0。继而,将导电性辊1在温度60℃、相对湿度85%的高温高湿环境下静置3天后,再次在温度23℃、相对湿度55%的常温常湿环境下测定辊电阻值,来作为放置后的辊电阻值r1。然后,求出辊电阻值的初始值的常用对数值logr0与放置后的辊电阻值的常用对数值logr1的差来作为辊电阻值的放置变动值δlogr,按照下述基准评价放置变动的大小。○:δlogr为0.1以下。×:δlogr超过0.1。以上结果如表3、表4所示。[表3][表4]根据表3、表4的实施例1~实施例6、比较例1~比较例7的结果可知,通过并用相对于橡胶的总量100质量份而为0.8质量份~1.2质量份的硫磺与0.5质量份~1质量份的4,4'-二硫代二吗啉作为交联剂,可在不降低形成辊本体的橡胶组合物的材料选择的自由度的情况下减小包含所述辊本体的导电性辊的辊电阻值的放置变动。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种橡胶组合物,用于形成导电性辊的辊本体,且所述橡胶组合物包含:含有二烯系橡胶、乙烯丙烯系橡胶及离子导电性橡胶的橡胶;以及用于使所述橡胶交联的交联成分,所述交联成分包含相对于所述橡胶的总量100质量份而为0.8质量份以上且1.2质量份以下的硫磺以及相对于所述橡胶的总量100质量份而为0.5质量份以上且1质量份以下的4,4'-二硫代二吗啉。

2.根据权利要求1所述的橡胶组合物,进而以相对于所述橡胶的总量100质量份而为0.5质量份以上且5质量份以下的比例包含作为发泡剂的偶氮二碳酰胺。

3.根据权利要求1或2所述的橡胶组合物,其中所述二烯系橡胶为选自由丙烯腈丁二烯橡胶及苯乙烯丁二烯橡胶所组成的群组中的至少一种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的橡胶组合物,其中所述乙烯丙烯系橡胶为乙烯丙烯二烯橡胶。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的橡胶组合物,其中所述离子导电性橡胶为表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的橡胶组合物,其中所述硫磺为油处理硫磺。

7.一种导电性辊,包含如权利要求1至6中任一项所述的橡胶组合物的交联物的辊本体。

8.根据权利要求7所述的导电性辊,其中所述辊本体包含所述交联物的多孔质体。

9.一种图像形成装置,包含如权利要求7或8所述的导电性辊。

技术总结
本发明提供一种可形成辊电阻值的放置变动小的导电性辊的辊本体的橡胶组合物、包含使用所述橡胶组合物而形成的辊本体的导电性辊、以及包含所述导电性辊的图像形成装置。关于橡胶组合物,在含有二烯系橡胶、乙烯丙烯系橡胶及离子导电性橡胶的橡胶中,调配相对于所述橡胶的总量100质量份而为0.8质量份~1.2质量份的硫磺及0.5质量份~1质量份的4,4'‑二硫代二吗啉。导电性辊(1)包括包含所述橡胶组合物的交联物的辊本体(2)。图像形成装置包含所述导电性辊(1)。

技术研发人员:小坂圭亮;谷尾勇祐
受保护的技术使用者:住友橡胶工业株式会社
技术研发日:2020.12.11
技术公布日:2021.08.03

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