导电性橡胶组合物、转印辊及图像形成装置制造方法

导电性橡胶组合物、转印辊及图像形成装置制造方法
【专利摘要】本发明提供导电性橡胶组合物、具备由该导电性橡胶组合物形成的辊主体的转印辊以及组装有上述转印辊的图像形成装置，上述导电性橡胶组合物含有SBR作为交联性橡胶，在挤出成型后，能够利用含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置高效且充分地发泡和交联来制造能够充分满足所需的柔软性的辊主体。导电性橡胶组合物是在至少含有SBR、EPDM和表氯醇橡胶的橡胶成分中配合用于使上述橡胶成分交联的交联剂成分、发泡剂成分以及相对于上述橡胶成分的总量100质量份为5质量份～25质量份的炭黑HAF而成的。转印辊（1）具备由上述导电性橡胶组合物形成的筒状的辊主体（2）。图像形成装置组装有上述转印辊。
【专利说明】导电性橡胶组合物、转印辊及图像形成装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及导电性橡胶组合物、具备使上述导电性橡胶组合物发泡和交联而形成的筒状的辊主体且在利用电子照相法的图像形成装置中组装使用的转印辊以及组装有上述转印辊的图像形成装置。
【背景技术】
[0002]在例如激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置或者它们的复合机等利用电子照相法的图像形成装置中，大概经过下述工序，在纸(包括OHP膜等塑料膜，以下同样)的表面形成图像。
[0003]首先，在使具有光电导性的感光体的表面均匀带电的状态下进行曝光，在上述表面形成与形成图像对应的静电潜像(带电工序一曝光工序)。[0004]接着，在使作为微小的着色粒子的调色剂预先带有规定的电位的状态下，与上述感光体的表面接触。于是上述调色剂与静电潜像的电位图案对应地选择性附着在感光体的表面，从而上述静电潜像显影成调色剂图像(显影工序)。
[0005]接着，通过使上述调色剂图像转印在纸的表面(转印工序)，并且使其定影(定影工序)，从而在上述纸的表面形成图像。
[0006]另外在上述转印工序中，不仅有将形成在感光体的表面的调色剂图像直接转印到纸的表面的情况，还有暂时转印(一次转印工序)到图像担载体的表面之后再转印(二次转印工序)到纸的表面的情况。
[0007]为了使上述调色剂图像在上述转印工序中从感光体的表面转印到纸的表面、或者在一次转印工序中从感光体的表面转印到图像担载体的表面、或者在二次转印工序中从图像担载体的表面转印到纸的表面，使用具备由导电性橡胶组合物形成的筒状的辊主体的、具有规定的辊电阻值的转印辊。
[0008]例如直接转印时，在转印工序中，在对以规定的压接力相互压接的感光体和转印辊之间施加规定转印电压的状态下，使纸通过上述两者间时，形成在上述感光体的表面的调色剂图像转印到上述纸的表面。
[0009]近来，作为在特别是面向新兴国家的通用的激光打印机等中使用的转印辊，存在需求尽量使用通用的材料、尽可能结构简单并且能够以低廉成本进行制造的转印辊的趋势。
[0010]使用通用的材料、结构简单且能够以低廉成本进行制造对于实现激光打印机等对新兴国家等的的普及和随之带来的办公自动化、工厂自动化等的推进、促进以及新兴国家的技术力提高，最终缓和、消除所谓的南北问题是重要的。
[0011]为了应对上述要求，广泛使用辊主体为多孔结构的辊作为转印辊。采用上述多孔结构的辊主体，能够减少形成材料而抑制材料费，而且也能够轻型化以削减运输费等。另外，即便省略增塑剂的配合、或者减少配合比例，也能够利用上述多孔结构，对辊主体赋予适度的柔软性。[0012]另外，为了制造上述多孔结构的辊主体，从提高该辊主体的生产率而进一步压缩转印辊的生产成本的角度出发，优选采用例如下述连续的制造方法(专利文献1、2等)。
[0013]即，使用挤出成型机将导电性橡胶组合物挤出成型为长条的筒状，并且将挤出成型的筒状体在不切割而保持长条的状态下连续送出，同时使其连续通过含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置内而连续发泡和交联，之后切割成规定的长度，由此能够连续地生产率良好地制造辊主体。
[0014]另外作为构成上述导电性橡胶组合物的橡胶成分，以往，通常例如仅使用表氯醇橡胶等离子导电性橡胶，或者在上述离子导电性橡胶中并用作为交联性橡胶的丁腈橡胶(NBR)0
[0015]然后在上述橡胶成分中配合用于使该橡胶成分交联的交联剂成分、用于使其发泡的发泡剂成分等，进行混炼来制备导电性橡胶组合物。
[0016]其中由于后者的并用体系能够减少对于形成具有相同的辊电阻值的转印辊所必要且昂贵的离子导电性橡胶的配合比例，所以能够在一定程度上减少材料成本。
[0017]但是为了应对上述要求进一步压缩转印辊的生产成本，认为作为交联性橡胶，优选使用比上述NBR通用性更高且成本低廉的材料。
[0018]因此研究了并用丁苯橡胶(SBR)和三元乙丙橡胶(EPDM)作为上述交联性橡胶。
[0019]上述并用体系能够维持辊主体的良好的耐臭氧性，并且进一步抑制材料成本。
[0020]即，如上所述能够减少 对于形成具有相同的辊电阻值的转印辊所必要且昂贵的离子导电性橡胶的配合比例。而且SBR比NBR通用性高且成本低廉，因此能够进一步减少材料成本。
[0021]但是由于SBR对在激光打印机等的内部产生的臭氧的耐性即耐臭氧性不充分，所以如上所述并用EPDM。
[0022]EPDM不仅自身耐臭氧性优异，而且还能够发挥抑制SBR的臭氧劣化的作用，因此能提闻棍主体的臭氧耐性。
[0023]现有技术文献
[0024]专利文献
[0025]专利文献1:日本特开2002-221859号公报
[0026]专利文献2:日本特开2006-117870号公报

【发明内容】

[0027]然而，由于SBR为非极性，微波的吸收效率明显下降，所以如上所述将含有SBR的导电性橡胶组合物连续地挤出成型后，即便使其连续通过上述含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置内，有时也无法利用微波交联装置内的微波的照射使导电性橡胶组合物充分升温。
[0028]而且，例如在微波交联装置内导电性橡胶组合物的温度达不到发泡温度，结果有时产生制造的辊主体的发泡不充分，只能制造无法满足所需的柔软性的硬的辊主体之类的问题。
[0029]如果无视生产率而延长加热时间尽管能够解决这些问题，但是这样的话便得不到采用连续的制造方法所带来的提高辊主体的生产率压缩转印辊的生产成本的效果。[0030]本发明的目的在于提供导电性橡胶组合物、具备由该导电性橡胶组合物形成的辊主体的转印辊以及组装有上述转印辊的图像形成装置，上述导电性橡胶组合物含有SBR作为交联性橡胶，在挤出成型后，利用含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置使其高效且充分地发泡和交联，能够制造充分满足所需的柔软性的辊主体。
[0031]本发明涉及一种能够利用含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置发泡和交联的导电性橡胶组合物，其特征在于，含有橡胶成分、用于使上述橡胶成分交联的交联剂成分以及发泡剂成分，并且以相对于上述橡胶成分总量100质量份为5质量份~25质量份的比例含有炭黑HAF，上述橡胶成分至少含有丁苯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)和表氯醇橡胶。
[0032]另外本发明涉及一种转印辊，其特征在于，具备由上述本发明的导电性橡胶组合物形成的筒状的辊主体。
[0033]此外本发明涉及一种图像形成装置，其特征在于，组装有上述本发明的转印辊。
[0034]根据本发明，如上所述通过并用SBR和EPDM代替现有的NBR作为与表氯醇橡胶组合的交联性橡胶，从而能够确保辊主体的良好的耐臭氧性,并且进一步抑制材料成本。
[0035]即，如之前说明那样，SBR比NBR通用性高且成本低廉，而且能够减少对于形成具有相同的辊电阻值的转印辊所必要的表氯醇橡胶的配合比例，因此能够进一步减少材料成本。
[0036]但是由于SBR对在激光打印机等的内部产生的臭氧的耐性即耐臭氧性不充分，所以在本发明中并用EPDM。
[0037]上述EPDM不仅自身耐臭氧性优异，还发挥抑制SBR的臭氧劣化的作用，因此能够大幅度提高辊主体的臭氧耐性。
·[0038]另外如之前说明那样，SBR为非极性，微波的吸收效率明显下降，但是根据本发明，通过以上述规定的比例配合上述微波的吸收效率高的炭黑HAF，从而能够提高作为导电性橡胶组合物整体的微波的吸收效率。
[0039]因此能够在上述连续交联装置中使挤出成型的筒状体通过微波交联装置内的初始阶段，较早地就升温至发泡温度以上开始发泡，能够在不延长加热时间的情况下，使其高效地且充分地发泡和交联，以高生产率制造充分满足所需的柔软性的辊主体。
[0040]应予说明，在本发明中，炭黑限于HAF (粒径26~30nm左右)的理由如下。
[0041]即大部分炭黑利用电子在导电性橡胶组合物中位于邻近的炭黑间跳跃即所谓的“电子导电”的特性而作为对辊主体赋予电子导电性的电子导电剂发挥作用。
[0042]另外，对于比HAF粒径小的炭黑而言，微波的吸收效率与上述HAF同等程度优异。
[0043]但是，上述粒径小的炭黑难以在导电性橡胶组合物中均匀分散，容易使分布发生偏差，因此也容易使上述电子导电性发生偏差，结果存在容易使转印辊的辊电阻值发生不均的问题。辊电阻值的不均成为形成图像的图像浓度不均的原因。
[0044]另一方面，由于比HAF粒径大的炭黑与上述HAF相比微波的吸收效率不充分，所以即便配合上述炭黑，也得不到提高作为导电性橡胶组合物整体的微波吸收效率的效果。
[0045]与此相对，炭黑HAF在微波的吸收效率方面优异，而且还能够均匀地分散在导电性橡胶组合物中。
[0046]因此，通过选择性使用HAF作为炭黑，从而能够提高导电性橡胶组合物整体的微波的吸收效率，如上所述能在不延长加热时间的情况下，利用连续交联装置使挤出成型的筒状体高效地且充分地发泡和交联，能够以高生产率制造能够充分满足所需的柔软性而且转印辊的辊电阻值不会产生不均的辊主体。
[0047]另外，在本发明中，炭黑HAF的配合比例限定于相对于橡胶成分的总量100质量份为5质量份~25质量份的理由如下。
[0048]即如果配合比例低于上述范围，则得不到通过配合炭黑HAF来提高作为导电性橡胶组合物整体的微波的吸收效率的效果。
[0049]另一方面，超过上述范围时，由于炭黑HAF产生的电子导电性过强，所以转印辊的辊电阻值容易过度降低，无法将该辊电阻值维持在所要求的规定的范围以上。
[0050]另外，由于难以使过量的炭黑HAF均匀分散在导电性橡胶组合物中，分布容易发生偏差，因此电子导电性也容易发生偏差，结果也存在转印辊的辊电阻值容易发生不均的问题。
[0051]与此相对，通过使炭黑HAF的配合比例在上述范围内，能够得到下述效果，SP
[0052]?抑制辊电阻值的过度降低，将上述辊电阻值维持在所要求的规定的范围以上，并且，
[0053].不发生上述炭黑HAF的分布的偏差，维持在尽量减少上述辊电阻值的不均的范围，并且，
[0054].如上所述提高导电性橡胶组合物整体的微波吸收效率，在不延长加热时间的情况下，利用连续交联装置使挤出成型的筒状体高效且充分地发泡和交联。
[0055]应予说明，在本发明的导电性橡胶组合物中，优选发泡剂成分仅由相对于上述橡胶成分的总量100质量份为0.1质量份~4质量份的发泡剂构成。
[0056]作为上述发泡剂成分，通常，并用例如偶氮二甲酰胺等发泡剂和脲系发泡助剂。上述脲系发泡助剂发挥降低发泡剂的分解温度而促进发泡的作用。
[0057]然而在使用上述连续交联装置的制造方法中，挤出成型为筒状的筒状体的大致整体基本被均匀加热。因此，如果配合脲系发泡助剂而使发泡剂的分解温度降低，则上述发泡剂从加热开始在短时间内几乎同时且均匀地在上述筒状体的大致整体中分解，进行发泡，通过发泡持续膨胀的相邻的发泡单元因相互的膨胀力彼此抑制膨胀，结果构成多孔结构的发泡单元的单元直径变细。
[0058]与此相对，在完全不配合脲系发泡助剂而使发泡剂的分解温度升高的情况下，SP便筒状体的大致整体几乎被均匀加热，上述筒状体中所含的发泡剂分解而进行发泡的时间散乱。具体而言，由于根据发泡剂粒子的粒径或形状等而不同的与橡胶成分的接触面积、在筒状体中的位置等各种要素，各发泡剂分解而进行发泡的时间不同。
[0059]因此，在通过连续交联装置内的期间，尽管最终筒状体中的几乎全部发泡剂分解、发泡，但几乎同时分解而开始发泡的发泡剂的数量变少，通过发泡持续膨胀的相邻的发泡单元因相互的膨胀力而彼此抑制膨胀的机会变少，因此辊主体的发泡单元直径变大。
[0060]因此，能够使用上述挤出成型机和连续交联装置连续稳定地制造发泡单元直径更大所以可进一步减少形成材料抑制材料费、且可更轻型化而减少运输费等的辊主体。
[0061 ] 应予说明，在本发明的导电性橡胶组合物中，优选橡胶成分进一步含有选自丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)以及丙烯酸橡胶(ACM)中的至少I种极性橡胶。由此，能够对转印辊的辊电阻值进行微调。
[0062]另外在本发明的转印辊中，优选辊主体经过一边将上述导电性橡胶组合物挤出成型为筒状一边利用含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置使其连续发泡和交联的工序而形成。由此，能够像之前说明那样提高辊主体的生产率而进一步压缩转印辊的生产成本。
[0063]根据本发明，能够提供含有SBR作为交联性橡胶的、在挤出成型后能够利用含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置高效且充分地发泡和交联而制造能够充分满足所需的柔软性的辊主体的导电性橡胶组合物，具备由该导电性橡胶组合物形成的辊主体的转印辊以及组装有上述转印辊的图像形成装置。
【专利附图】

【附图说明】
[0064]图1是表示本发明的转印辊的实施方式的一个例子的外观的立体图。
[0065]图2是对上述转印辊的制造中使用的连续交联装置的简要内容进行说明的框图。
[0066]图3是对测定上述转印辊的辊电阻值的方法进行说明的图。
[0067]符号说明
[0068]I 转印辊16 测量电路
[0069]2 辊主体F 负载
[0070]3 通孔V 检测电压
[0071]4 轴·
[0072]5 外周面
[0073]6 连续交联装置
[0074]7 挤出成型机
[0075]8 筒状体
[0076]9 微波交联装置
[0077]10 热风交联装置
[0078]11 牵引机
[0079]12 铝鼓
[0080]13 外周面
[0081]14 直流电源
[0082]15 电阻
【具体实施方式】
[0083]《导电性橡胶组合物》
[0084]本发明的导电性橡胶组合物的特征在于，含有橡胶成分、用于使上述橡胶成分交联的交联剂成分以及发泡剂成分，并且以相对于上述橡胶成分的总量100质量份为5质量份~25质量份的比例含有炭黑HAF，上述橡胶成分至少含有SBR、EPDM和表氯醇橡胶。
[0085](SBR)
[0086]作为SBR，可以使用利用乳液聚合法、溶液聚合法等各种聚合法使苯乙烯和1，3-丁二烯共聚而合成的各种SBR中的任一种。另外，作为SBR，有加入填充油调整柔软性的充油型SBR和不加入填充油的非充油型SBR，可以使用其中任一种。
[0087]并且作为SBR，可以使用根据苯乙烯含量分类的高苯乙烯型、中苯乙烯型以及低苯乙烯型的SBR中的任一种。通过变更苯乙烯含量、交联度,能够调整辊主体的各种物性。
[0088]可以使用这些SBR中的I种或2种以上。
[0089]在橡胶成分仅含SBR、EPDM和表氯醇橡胶这3种而不含有极性橡胶时，SBR的配合比例优选为该橡胶成分的总量100质量份中的40质量份以上，特别优选为60质量份以上，优选为90质量份以下，特别优选为80质量份以下。另外含有极性橡胶时，虽然也取决于该极性橡胶的配合比例，但优选为橡胶成分的总量100质量份中的30质量份以上，优选为50质量份以下。
[0090]配合比例低于上述范围时，可能无法充分得到之前说明的通用性高、成本低廉以及电阻值低这样的使用SBR所产生的效果。
[0091]另一方面，超过上述范围时，相对地EPDM的配合比例变少，可能无法对辊主体赋予良好的臭氧耐性。另外相对地表氯醇橡胶的配合比例变少，也可能无法对辊主体赋予良好的离子导电性。
[0092]应予说明，使用充油型的SBR作为SBR时，上述配合比例为作为该充油型的SBR中所含的固体成分的SBR本身的配合比例。
[0093](EPDM)
[0094]作为EPDM，通过向乙烯和丙烯中加入少量的第3成分(二烯成分)而在主链中导入了双键的各种EPDM均可以使用。作为上述EPDM，提供有因上述第3成分的种类、量的不同而得的各种制品。作为代表性的第3成分，例如可举出乙叉降冰片烯(ENB)、1，4-己二烯(I, 4-HD)、双环戊二烯(DC P)等。作为聚合催化剂通常使用齐格勒催化剂。
[0095]EPDM的配合比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的5质量份以上,优选为40质量份以下，特别优选为20质量份以下。
[0096]配合比例低于上述范围时，可能无法对辊主体赋予良好的臭氧耐性。
[0097]另一方面，超过上述范围时，相对地SBR的配合比例变少，可能无法充分得到通用性高、成本低廉以及电阻值低这样的使用SBR所产生的效果。另外相对地表氯醇橡胶的配合比例变少，也可能无法对辊主体赋予良好的离子导电性。
[0098]〈表氯醇橡胶〉
[0099]作为表氯醇橡胶，例如可举出表氯醇均聚物、表氯醇-环氧乙烷二元共聚物(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(GEC0)、表氯醇-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物、以及表氯醇-环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚四元共聚物中的I种或2种以上。
[0100]作为上述表氯醇橡胶，上述例示中优选含有环氧乙烷的共聚物，特别优选ECO和/或GECO。
[0101]上述的二元共聚物中，环氧乙烷含量均优选为30摩尔％以上，特别优选为50摩尔％以上，优选为80摩尔％以下。
[0102]环氧乙烷发挥降低转印辊的辊电阻值的作用。但是环氧乙烷含量低于上述范围时，不能充分得到所述作用，所以可能无法充分降低转印辊的辊电阻值。[0103]另一方面，环氧乙烷含量超过上述范围时，引起环氧乙烷的结晶化，妨碍分子链的链段运动，所以反而有转印辊的辊电阻值上升的趋势。另外，也可能交联后的辊主体的硬度上升，或者交联前的导电性橡胶组合物的加热熔融时的粘度上升。
[0104]ECO中的表氯醇的含量是上述环氧乙烷含量的余量。即表氯醇含量优选为20摩尔％以上，优选为70摩尔％以下，特别优选为50摩尔％以下。
[0105]另外GECO中的烯丙基缩水甘油醚的含量优选为0.5摩尔％以上，特别优选为2摩尔％以上，优选为10摩尔％以下，特别优选为5摩尔％以下。
[0106]上述烯丙基缩水甘油醚通过其自身作为侧链来确保自由体积而发挥功能，具有抑制环氧乙烷的结晶化而使转印辊的辊电阻值降低的作用。但是烯丙基缩水甘油醚含量低于上述范围时得不到所述的作用，所以可能无法充分降低转印辊的辊电阻值。
[0107]另一方面，烯丙基缩水甘油醚在GECO交联时作为交联点发挥功能，所以烯丙基缩水甘油醚含量超出上述范围时，上述GECO的交联密度变高，妨碍分子链的链段运动，反而有转印辊的辊电阻值上升的趋势。另外，辊主体的拉伸强度、疲劳特性、耐弯曲性等也可能降低。
[0108]GECO中的表氯醇的含量是上述环氧乙烷的含量和烯丙基缩水甘油醚的含量的余量。即，表氯醇含量优选为10摩尔％以上，特别优选为19.5摩尔％以上，优选为69.5摩尔％以下，特别优选为60摩尔％以下。
[0109]作为GEC0，除了是使上述3种单体共聚而成的狭义的共聚物之外，还已知有用烯丙基缩水甘油醚将表氯醇- 环氧乙烷共聚物(ECO)改性的改性物，在本发明中也可以使用任意的GECO。
[0110]表氯醇橡胶的配合比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的5质量份以上，特别优选为10质量份以上，优选为40质量份以下，特别优选为30质量份以下。
[0111]配合比例低于上述范围时，可能无法对辊主体赋予良好的离子导电性。
[0112]另一方面，超过上述范围时，相对地SBR的配合比例变少，可能无法充分得到通用性高、成本低廉以及电阻值低这样的使用SBR所产生的效果。另外相对地EPDM的配合比例变少，也可能无法对辊主体赋予良好的臭氧耐性。
[0113]〈极性橡胶〉
[0114]如果配合极性橡胶，则像之前说明那样能够对转印辊的辊电阻值进行微调。另外，也能够形成无发泡不均地尽量均匀的多孔结构。
[0115]作为上述极性橡胶，例如可举出NBR、CR、BR、ACM中的I种或2种以上。特别优选NBR 和 / 或 CR。
[0116]其中作为NBR，根据丙烯腈含量而分类的低腈NBR、中腈NBR、中高腈NBR、高腈NBR以及极高腈NBR均可以使用。
[0117]另外作为CR，例如使氯丁二烯乳液聚合而合成的、根据此时使用的分子量调节剂的种类而分类的硫改性型和非硫改性型、以及基于结晶速度而分类的该结晶度慢型、中等程度型和快速型中的任一种CR均可以使用。
[0118]极性橡胶的配合比例可以根据作为目标的转印辊的辊电阻值任意设定，特别优选为橡胶成分的总量100质量份中的5质量份以上，特别优选为20质量份以上，优选为40质量份以下。[0119]配合比例低于上述范围时，无法充分得到对转印辊的辊电阻值进行微调、或者不产生发泡不均的效果。
[0120]另外超过上述范围时，相对地SBR的配合比例变少，无法充分得到通用性高、成本低廉以及电阻值低这样的使用SBR所产生的效果。另外相对地EPDM的配合比例变少，也可能无法对辊主体赋予良好的臭氧耐性。并且，相对地表氯醇橡胶的配合比例变少，也可能无法对辊主体赋予良好的离子导电性。
[0121]〈炭黑HAF〉
[0122]作为炭黑HAF，除狭义的HAF之外，例如可举出HAF-LS-SC、HAF-LS, HAF-HS以及HAF-VHS等粒径为26~30nm、碘吸附量为82~90mg/g、DBP吸油量为71~160cm3/100g、且体积密度为290~465kgnT3范围内的各种HAF类中的I种或2种以上。
[0123]相对于橡胶成分的总量100质量份，上述炭黑HAF的配合比例需为5质量份~25质量份。该理由像之前说明的那样。
[0124]应予说明，如果考虑进一步提高上述的效果，则炭黑HAF的配合比例优选在上述范围内相对于橡胶成分的总量100质量份为20质量份以下。
[0125]〈发泡剂成分〉
[0126]作为发泡剂成分，优选像之前说明那样仅单独使用相对于橡胶成分的总量100质量份为0.1质量份~4质量份的发泡剂。
[0127]发泡剂的配合比例低于上述范围时，该发泡剂的量基本上不足，无法通过其分解使橡胶成分充分发泡，可能无法使辊主体成为多孔结构。
[0128]另一方面，超过·上述范围时，即便如上所述完全不配合脲系发泡助剂，因在筒状体中几乎同时分解、开始发泡的发泡剂的数量增加，结果，通过发泡持续膨胀的相邻的发泡单元因互相的膨胀力彼此抑制膨胀的机会增多，可能无法充分增大辊主体的发泡单元直径。
[0129]与此相对，通过使发泡剂的配合比例相对于橡胶成分的总量100质量份为0.1质量份~4质量份的范围内，能够尽量增大发泡单元直径，并且能够得到充分发泡的多孔结构的辊主体。
[0130]应予说明如果考虑进一步提高这些效果，则发泡剂的配合比例在上述范围内优选为I质量份以上。
[0131]作为上述发泡剂，可通过加热产生气体使导电性橡胶组合物发泡的各种发泡剂均可以使用。
[0132]作为上述发泡剂，例如可举出偶氮二甲酰胺(H2N0CH=NC0NH2、ADCA)、4，4’ -氧代双(苯磺酰肼)(0BSH)、N，N-二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)等中的I种或2种以上。
[0133]〈交联剂成分〉
[0134]作为用于使橡胶成分交联的交联剂成分，可举出交联剂、促进剂等。
[0135]其中作为交联剂，可举出例如硫系交联剂、硫脲系交联剂、三嗪衍生物系交联剂、过氧化物系交联剂、各种单体等中的I种或2种以上。其中优选硫系交联剂。
[0136]另外作为硫系交联剂，可举出粉末硫、有机含硫化合物等。其中作为有机含硫化合物等，可举出二硫化四甲基秋兰姆、N, N- 二硫代二吗啉等。特别优选粉末硫等硫。
[0137]相对于橡胶成分的总量100质量份，硫的配合比例优选为0.2质量份以上，特别优选为I质量份以上，优选为5质量份以下，特别优选为3质量份以下。[0138]配合比例低于上述范围时，导电性橡胶组合物整体的交联速度变慢，交联所需的时间变长，可能降低辊主体的生产率。另外超过上述范围时,交联后的辊主体的压缩永久变形可能变大、或者过量的硫可能浮散在辊主体的外周面。
[0139]作为促进剂，例如可举出消石灰、氧化镁(MgO)、一氧化铅(PbO)等无机促进剂、有机促进剂等中的I种或2种以上。
[0140]另外作为有机促进剂，例如可举出二邻甲苯基胍、1，3-二苯基胍、1-邻甲苯基双胍、二邻苯二酚硼酸酯的二邻甲苯基胍盐等胍系促进剂；2_巯基苯并噻唑、二硫化二 -2-苯并噻唑等噻唑系促进剂；N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺等次磺酰胺系促进剂；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、四硫化双五亚甲基秋兰姆等秋兰姆系促进剂；硫脲系促进剂等中的I种或2种以上。
[0141]作为促进剂，根据组合的交联剂的种类，从上述各种促进剂中，选择使用最佳的促进剂中的I种或2种以上即可。例如使用硫作为交联剂时，优选选择使用秋兰姆系促进剂和/或噻唑系促进剂作为促进剂。
[0142]另外，由于促进剂根据种类促进交联的机理不同，所以优选并用2种以上。并用的各促进剂的配合比例可以任意设定，但相对于橡胶成分的总量100质量份，优选为0.1质量份以上，特别优选为0.5质量份以上，优选为5质量份以下，特别优选为2质量份以下。
[0143]作为交联剂成分，可以进一步配合促进助剂。
[0144]作为促 进助剂，例如可举出氧化锌等金属化合物；硬脂酸、油酸、棉籽油脂肪酸等脂肪酸以及其它的以往公知的促进助剂中的I种或2种以上。
[0145]促进助剂的配合比例可以根据橡胶成分的种类和组合、交联剂、促进剂的种类和组合等适当地设定。
[0146]〈其它〉
[0147]在导电性橡胶组合物中，可以进一步根据需要配合各种添加剂。作为上述添加剂，例如可举出吸酸剂(受酸剤)、增塑成分(增塑剂、加工助剂等)、抗劣化剂、填充剂、防焦剂、紫外线吸收剂、润滑剂、颜料、防静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂、共交联剂等。
[0148]其中，吸酸剂是发挥防止橡胶成分的交联时由表氯醇橡胶产生的氯类气体在辊主体内的残留和由此导致的交联阻碍、感光体的污染等的作用的。
[0149]作为上述吸酸剂，可以使用作为酸受体发挥作用的各种物质，由于分散性优异，优选水滑石类或氧化镁(Magsal at)，特别优选水滑石类。
[0150]另外如果将上述水滑石类等与氧化镁、氧化钾并用，则能够得到更高的吸酸效果，能够进一步可靠地防止感光体的污染。
[0151]相对于橡胶成分的总量100质量份，吸酸剂的配合比例优选为0.2质量份以上，特别优选为0.5质量份以上，优选为5质量份以下，特别优选为2质量份以下。
[0152]如果配合比例低于上述范围，则无法充分得到通过含有吸酸剂而产生的上述效果。另外超过上述范围时，交联后的辊主体的硬度可能上升。
[0153]作为增塑剂，例如可举出邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(D0P)、磷酸三甲苯酯等各种增塑剂，极性蜡等各种蜡等。另外作为加工助剂，可举出硬脂酸等脂肪酸
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[0154]相对于橡胶成分的总量100质量份，这些增塑成分的配合比例优选为5质量份以下。例如为了防止向图像形成装置安装时、搬运时产生感光体的污染等。鉴于上述目的，特别优选使用极性蜡作为增塑成分。
[0155]作为抗劣化剂，可举出各种抗老化剂、抗氧化剂等。
[0156]其中抗氧化剂发挥减少转印辊的辊电阻值的环境依赖性且抑制连续通电时的辊电阻值的上升的作用。作为上述抗氧化剂，例如可举出二乙基二硫代氨基甲酸镍〔大内新兴化学工业株式会社制的NOCRAC (注册商标)NEC-P〕、二丁基二硫代氨基甲酸镍〔大内新兴化学工业株式会社制的NOCRAC NBC〕等。
[0157]作为填充剂，例如可举出氧化锌、二氧化硅、碳、HAF，除此之外还可举出用于凝聚的或不作为电子导电剂发挥功能的炭黑、粘土、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等中的I种或2种以上。
[0158]通过配合填充剂能够提高辊主体的机械强度等。
[0159]作为防焦剂，例如可举出N-环己基硫代酞酰亚胺、邻苯二甲酸酐、N-硝基二苯胺、2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等中的I种或2种以上。特别优选N-环己基硫代酞酰亚胺。
[0160]相对于橡胶成分的总量100质量份,防焦剂的配合比例优选为0.1质量份以上,优选为5质量份以下，特别优选为1质量份以下。
[0161]共交联剂是指具有其自身发生交联并且也与橡胶成分进行交联反应而使整体高分子化的作用的成分。
[0162]作为上述共交联剂，例如可举出以甲基丙烯酸酯、或者甲基丙烯酸或丙烯酸的金属盐等为代表的烯键式不饱和单体、利用了 1，2-聚丁二烯的官能团的多官能聚合物类、二肟等中的I种或2种以上。
[0163]其中作为烯键式不饱和单体，例如可举出下述(a)~(h)中的I种或2种以上，
[0164](a)丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等单羧酸类，
[0165](b)马来酸、富马酸、衣康酸等二羧酸类，
[0166](C)上述(a) (b)的不饱和羧酸类的酯或酸酐，
[0167](d)上述(a)~(C)的金属盐，
[0168](e) I, 3- 丁二烯、异戊二烯、2_氯-1，3_ 丁二烯等脂肪族共轭二烯，
[0169](f)苯乙烯、α -甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物，
[0170](g)三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、乙烯基吡啶等具有杂环的乙烯基化合物，
[0171](h)其它，(甲基)丙烯腈或α-氯丙烯腈等氰化乙烯基化合物、丙烯醛、甲酰基甾醇(formyl sterol)、甲基乙烯基甲酮、乙基乙烯基甲酮、丁基乙烯基甲酮等。
[0172]另外作为上述(C)的不饱和羧酸类的酯，优选单羧酸类的酯。
[0173]作为上述单羧酸类的酯，例如，可举出下述化合物中的I种或2种以上，
[0174](甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸羟基甲酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯等(甲基)丙烯酸的烷基酷；
[0175](甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸丁基氨基乙酷等(甲基)丙稀酸的氣基烷基酷；
[0176](甲基)丙烯酸苄酯、苯甲酰(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯等具有芳香族环的(甲基)丙烯酸酯；
[0177](甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯、环氧环己基(甲基)丙烯酸酯等具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯；
[0178]N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、Y-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、四氢糠基甲基丙烯酸酯等具有各种官能团的(甲基)丙烯酸酯；
[0179]乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、异丁烯乙二醇二甲基丙烯酸酯(4 V'y
子>夕々丨」>一卜)等多官能(甲基)丙烯酸酯等。
[0180]含有上述各成分的本发明的导电性橡胶组合物可以与以往同样地制备。首先，以规定的比例配合、捏和上述橡胶成分，接着加入除发泡剂成分、交联剂成分以外的添加剂，混炼后，最后加入发泡剂成分、交联剂成分混炼，由此得到导电性橡胶组合物。在上述混炼中可以使用例如捏合机、班伯里密炼机、挤出机等。
[0181]《转印辊》
[0182]图1是表示本发明的转印辊的实施方式的一个例子的外观的立体图。
[0183]参照图1，该例的·转印辊I具备具有单层结构的圆筒状的辊主体2和插通于上述辊主体2的中心的通孔3的轴4。
[0184]上述轴4由例如铝、铝合金、不锈钢等金属一体形成。辊主体2和轴4利用例如具有导电性的粘接剂等电接合且机械固定而一体旋转。
[0185]上述辊主体2优选以下述方式进行制造，即，像之前说明那样，一边使用挤出成型机将上述本发明的导电性橡胶组合物挤出成型为长条的筒状，且将挤出成型的筒状体在不切割而保持长条的状态下连续送出，一边使其连续通过含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置内而连续发泡和交联，之后切割成规定的长度，进一步根据需要研磨外周面5等。
[0186]图2是对上述连续交联装置的一个例子的简要内容进行说明的框图。
[0187]参照图1和图2，该例子的连续交联装置6如下构成，即，将使用挤出成型机7使上述导电性橡胶组合物连续挤出成型而得的作为上述转印辊I的辊主体2的基础的长条的筒状体8在不切割而保持长条的状态下利用未图示的输送带等连续传送，在传送途中依次配设上述微波交联装置9、热风交联装置10以及用于以一定的速度牵引筒状体8的牵引机11。
[0188]首先在挤出成型机7中，例如混炼上述各成分，一边连续供给呈带状等形成的导电性橡胶组合物，一边使该挤出成型机7工作，连续挤出成型出长条的筒状体8。
[0189]接着，利用上述输送带和牵引机11以一定的速度连续传送挤出成型的筒状体8，同时使其首先通过上述连续交联装置6中的微波交联装置9而照射微波，使形成上述筒状体8的导电性橡胶组合物交联成某种程度的交联度。另外在微波交联装置9内加热到一定温度，在上述交联的同时也能够分解发泡剂而使导电性橡胶组合物发泡。[0190]接着，进一步持续传送的同时使其通过热风交联装置10，通过吹送热风而分解发泡剂使导电性橡胶组合物进一步发泡，并且使上述导电性橡胶组合物交联成规定的交联度。
[0191]接着，使其通过未图示的冷却水中等冷却筒状体8，从而完成筒状体8的发泡和交
联工序。
[0192]上述连续交联装置6的详细介绍在例如之前说明的专利文献1、2等中有记载。
[0193]通过设定筒状体8的传送速度、微波交联装置9中照射的微波的线量、热风交联装置10的设定温度、长度(也可以将其分成多个部分分别阶段性变化)等，从而能够连续得到导电性橡胶组合物的交联度、发泡度等为任意的一定值的筒状体8。
[0194]另外，为了使微波的照射线量、加热的程度在筒状体8的整体尽量均匀化，使其交联度、发泡度尽力一定，可以使传送途中的筒状体8进行旋转。
[0195]此后，将上述筒状体8切割成规定的长度，进一步根据需要研磨外周面5等，制造具有多孔结构的辊主体2。另外也可以将上述筒状体8卷绕到例如未图示的卷取机上等暂时保管，根据需要依次送到上述切割以及接下来的工序来制造辊主体2。
[0196]通过实施使用上述连续交联装置6的连续交联，从而能够提高辊主体2的生产率进一步压缩转印棍I的生产成本。
[0197]〈辊电阻值及其不均 评价〉
[0198]具备上述辊主体2的转印辊I在温度23°C、相对湿度55%的常温常湿环境下测定的施加电压1000V时的辊电阻值优选为IOkiQ以下，特别优选为109Ω以下。
[0199]图3是对测定转印辊I的辊电阻值的方法进行说明的图。
[0200]参照图1、图3，本发明中用按下述方法测定的值表示上述辊电阻值。
[0201]即准备可以一定的旋转速度旋转的铝鼓12，使测定辊电阻值的转印辊I的辊主体2的外周面5与上述铝鼓12的外周面13从其上方抵接。
[0202]另外在上述转印辊I的轴4与铝鼓12之间以串联的方式连接直流电源14和电阻15构成测量电路16。直流电源14 (一)极侧与轴4连接，(+ )极侧与电阻15连接。电阻15的电阻值r为100 Ω。
[0203]接着对轴4的两端部分别施加500g的负载F使辊主体2与铝鼓12压接，在该状态下，一边使上述铝鼓12旋转(转速:30rpm)，一边由直流电源14在上述两者间施加直流1000V的施加电压E，此时测量施加在电阻15上的检测电压V。测量经4秒钟进行100次。
[0204]由上述检测电压V和施加电压E (=1000V)利用式(i’)基本求出转印辊I的辊电阻值R。
[0205]R=rXE/ (V — r) (i，)
[0206]其中式(i ’)中的分母中的(一 r )的项由于可以被视为微小，所以在本发明中将利用式(i)求得的值作为转印辊I的辊电阻值。
[0207]R=r XE/V (i)
[0208]然后，由上述100次份的检测电压V分别利用上述式(i)求出辊电阻值R，用其平均值作为该辊的辊电阻值R。另外求出100次份的辊电阻值中的最大电阻值与最小电阻值的比(最大电阻值/最小电阻值)，将上述比为1.2以下的情况评价为无不均，即良好(◎)，将大于1.2且为1.3以下的情况评价为稍有不均但为可实用等级(〇)，将大于1.3的情况评价为不均，即差(X )。
[0209]〈硬度及其它〉
[0210]利用(社)日本橡胶协会标准规格SRIS0101 “膨胀橡胶的物理试验方法”中规定的测定方法，在温度23°C、相对湿度55%的常温常湿环境下，附加500gf (~4.9N)的负载，对辊主体2测定的ASKER C型硬度优选为40°以下。
[0211]这是由于ASKER C型硬度超过上述范围的辊主体柔软性不足，得不到确保宽的夹持宽度以提高调色剂的转印效率的效果、以及减少对感光体的损害的效果。
[0212]另外辊主体2可以以具有规定的压缩永久变形、介质损耗角正切等的方式进行调整。为了调整上述压缩永久变形、ASKER C型硬度、辊电阻值以及介质损耗角正切等，可以调整例如构成橡胶组合物的各成分的种类和量等。
[0213]《图像形成装置》
[0214]本发明的图像形成装置的特征在于，组装有上述本发明的转印辊。作为上述本发明的图像形成装置，例如可举出激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置或者它们的复合机等利用电子照相法的各种图像形成装置。
[0215]实施例
[0216]〈实施例1〉
[0217](导电性橡胶组合物的制备)
[0218]配合70质量份SBR〔住友化学株式会社制的住友SBR1502〕、10质量份EPDM〔住友化学株式会社制的ESPRENE· (注册商标)EPDM505A〕以及20质量份ECO〔Zeon株式会社制的HYDRIN (注册商标)T3108〕作为橡胶成分。
[0219]另外，以相对于上述橡胶成分的总量100质量份为5质量份的比例配合TokaiCarbon株式会社制的商品名SEAST3〔算数平均粒径:28nm、碘吸附量:80mg/g、DBP吸油量:101cm3/100g、体积密度:380kgnT3〕作为炭黑 HAF。
[0220]此外作为发泡剂成分，以相对于上述橡胶成分的总量100质量份为2质量份的比例仅配合ADCA系发泡剂〔永和化成工业株式会社制的商品名VINYF0R AC#3〕，不配合脲系发泡助剂。
[0221]然后向上述橡胶成分、炭黑HAF以及发泡剂成分中进一步配合下述表1所示的各成分，使用班伯里密炼机混炼制备导电性橡胶组合物。
[0222]表1
【权利要求】
1.一种导电性橡胶组合物，其特征在于，是能够利用含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置而发泡和交联的导电性橡胶组合物，含有橡胶成分、用于使所述橡胶成分交联的交联剂成分以及发泡剂成分，并且以相对于所述橡胶成分的总量100质量份为5质量份~25质量份的比例含有炭黑HAF，所述橡胶成分至少含有丁苯橡胶、三元乙丙橡胶和表氯醇橡胶。
2.根据权利要求1所述的导电性橡胶组合物，其中，所述发泡剂成分仅由相对于所述橡胶成分总量100质量份为0.1质量份~4质量份的发泡剂构成。
3.根据权利要求1或2所述的导电性橡胶组合物，其中，所述橡胶成分进一步含有选自丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶以及丙烯酸橡胶中的至少I种极性橡胶。
4.一种转印辊，其特征在于，具备由权利要求1~3中任一项所述的导电性橡胶组合物形成的筒状的辊主体。
5.根据权利要求4所述的转印辊，其中，所述辊主体经过以下工序而形成，即一边将所述导电性橡胶组合物挤出成型为筒状，一边利用含有微波交联装置和热风交联装置的连续交联装置使其连续发泡和交联。
6.一种图像 形成装置，其特征在于，组装有所述权利要求4或5所述的转印辊。
【文档编号】C08L9/02GK103865131SQ201310183603
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】谷尾勇祐, 里吉直之 申请人:住友橡胶工业株式会社