(57)【要約】【課題】無機系の充填剤のようにローラ本体が硬くなったりせず、しかもローラ本体等から発生する廃品としてのゴム粉を配合したのでは得られない新たな特性を、ゴムローラに付与することができる新規なゴム組成物、当該ゴム組成物からなるローラ本体を含むゴムローラ、および当該ゴムローラを含む画像形成装置を提供する。【解決手段】ゴム組成物は、エピクロルヒドリンゴムとＮＢＲとを含む架橋性ゴムに、当該架橋性ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上、２０質量部以下割合で、ＩＲおよび／またはブチル系ゴムの架橋物からなるゴム粉を配合した。ゴムローラ１は、上記ゴム組成物からなるローラ本体２を備える。画像形成装置は、上記ゴムローラ１を組み込んだ。【選択図】図１
2020007418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真法を利用した画像形成装置に用いるゴムローラのローラ本体を形成するためのゴム組成物であって、
エピクロルヒドリンゴム、およびアクリロニトリルブタジエンゴムを含む架橋性ゴム、
前記架橋性ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上、２０質量部以下の、イソプレンゴム、およびブチル系ゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種のゴムの架橋物からなるゴム粉、ならびに
前記架橋性ゴムを架橋させるための架橋成分
を含むゴム組成物。
【請求項２】
前記架橋性ゴムとして、さらにクロロプレンゴム、アクリルゴム、およびエチレンプロピレンジエンゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
さらに、前記架橋性ゴムを発泡させるための発泡成分として、４，４′−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）を含む請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記請求項１ないし３のいずれか１項に記載のゴム組成物からなるローラ本体を含むゴムローラ。
【請求項５】
前記請求項４に記載のゴムローラを含む画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物、当該ゴム組成物を用いて形成したローラ本体を含むゴムローラ、および当該ゴムローラを含む画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置においては、たとえば、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等が用いられる。
このうち転写ローラ等としては、たとえば、架橋性ゴム、架橋成分、発泡成分等を含み、かつ導電性が付与されたゴム組成物を筒状に成形したのち発泡、架橋させて形成された、多孔質で導電性のローラ本体を含むゴムローラが用いられる（特許文献１）。
【０００３】
ゴムローラのローラ本体に導電性を付与するため、架橋性ゴムとしては、イオン導電性を有するエピクロルヒドリンゴム等を用いるのが一般的である。
また、架橋性ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴムとともに、たとえば、ジエン系ゴム等を併用する場合もある。
エピクロルヒドリンゴムを用いてローラ本体にイオン導電性を付与することで、ゴムローラのローラ抵抗値を、たとえば、転写ローラ等として適した範囲に調整することができる。
【０００４】
またジエン系ゴムを併用することで、ローラ本体にゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性を付与することができる。
ジエン系ゴムとしては、たとえば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が用いられる。
【０００５】
さらにゴム組成物には、ローラ本体の機械的強度等を向上したり、ローラ本体の特性に影響を生じることなくゴム配合の配合単価を引き下げたりするために、無機系の充填剤を配合する場合がある（特許文献１等参照）。
しかし、無機系の充填剤の割合を多くするほど、ゴム組成物の粘度が上昇して加工性が低下したり、ローラ本体が硬くなったりする。
【０００６】
とくに、ローラ本体の特性に影響を及ぼすことなくゴム配合の配合単価を引き下げるために、無機系の充填剤として、炭酸カルシウムやクレー等を配合する場合があるが、その場合、ローラ本体が硬くなることは本来の目的に反することになり、望ましくない。
ローラ本体の廃棄品や、あるいはローラ本体の製造時に生じる廃棄物等の廃品を粉砕したゴム粉を、無機系の充填剤に代えて、あるいは無機系の充填剤とともに、ゴム組成物に配合することが検討されている（特許文献２等）。
【０００７】
この構成によれば、ゴム粉は、架橋性ゴムの架橋物からなるローラ本体と同等の、ゴムとしての特性を有するため、その割合を多くしても、ローラ本体が硬くなったりするのをある程度は抑制することができる。
しかもゴム粉としては、上述したように、ローラ本体等から発生する廃品を再利用できるため、ゴム配合の配合単価の上昇を抑制しながら、当該廃品を有効に再利用できるという利点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−０３４８７８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９６７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、画像形成装置においては、市場の成熟化に伴って、形成画像の高画質化や、画像形成速度の高速化が求められる傾向にあり、転写ローラ等として用いられるゴムローラにも、これらの要求に対応するために、新たな特性を付与することが望まれている。
しかし、上述したように、ローラ本体等から発生する廃品としてのゴム粉を配合したのでは、製造されるゴムローラに、それ以上の新たな特性を付与することはできない。
【００１０】
本発明の目的は、無機系の充填剤のようにローラ本体が硬くなったりせず、しかもローラ本体等から発生する廃品としてのゴム粉を配合したのでは得られない新たな特性を、ゴムローラに付与することができる新規なゴム組成物を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記ゴム組成物からなるローラ本体を含むゴムローラと、当該ゴムローラを含む画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ゴムローラのローラ本体を形成するためのゴム組成物であって、
エピクロルヒドリンゴム、およびＮＢＲを含む架橋性ゴム、
前記架橋性ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上、２０質量部以下の、イソプレンゴム、およびブチル系ゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種のゴムの架橋物からなるゴム粉、ならびに
前記架橋性ゴムを架橋させるための架橋成分
を含むゴム組成物である。
【００１２】
また、本発明は、かかるゴム組成物からなるローラ本体を含むゴムローラである。
さらに本発明は、上記ゴムローラを含む画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無機系の充填剤のようにローラ本体が硬くなったりせず、しかもローラ本体等から発生する廃品としてのゴム粉を配合したのでは得られない新たな特性を、ゴムローラに付与することができる新規なゴム組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、上記ゴム組成物からなるローラ本体を含むゴムローラと、当該ゴムローラを含む画像形成装置とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のゴムローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《ゴム組成物》
上述したように、本発明のゴム組成物は、エピクロルヒドリンゴム、およびＮＢＲを含む架橋性ゴム、当該架橋性ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上、２０質量部以下の、イソプレンゴム、およびブチル系ゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種のゴムの架橋物からなるゴム粉、ならびに上記架橋性ゴムを架橋させるための架橋成分を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
上記ゴム粉のもとになるＩＲやブチル系ゴムは、たとえば、医療用ゴム栓などの形成材料であって、たとえば、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、あるいはＥＰＤＭ等の、ゴムローラのローラ本体を形成する通常のゴムに比べてガスバリア性に優れている。
そのため、これらのゴムの架橋物からなるゴム粉をゴム組成物に配合することで、当該ゴム組成物からなるローラ本体の酸化劣化を抑制したり、耐オゾン性を向上したりすることができる。
【００１７】
また、上記ＩＲやブチル系ゴムは、ローラ本体を形成するエピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、あるいはＥＰＤＭ等と比べて柔軟性に優れているため、多量に配合してもローラ本体が硬くならないだけでなく、当該ローラ本体を、現状より軟らかくすることもできる。
しかもＩＲやブチル系ゴムは、上述したように医療用ゴム栓の原料であるため、これらのゴムからなるゴム粉は、たとえば、医療用ゴム栓の廃棄品や、当該医療用ゴム栓の製造時に生じる廃棄物等（以下「医療用ゴム栓等の廃品」と略記する場合がある）を粉砕する等して製造することができる。
【００１８】
つまり医療用ゴム栓等の廃品を再利用できるため、ゴム配合の配合単価の上昇を抑制しながら、当該廃品を有効に再利用することもできる。
とくに、プレス成形や打抜き成形等によって医療用ゴム栓を製造する際にはゴムバリが多量に発生するが、本発明によれば、かかる多量のゴムバリ等を有効利用できるという利点がある。
【００１９】
〈架橋性ゴム〉
架橋性ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴム、およびＮＢＲを少なくとも併用する。
架橋性ゴムは、いうまでもなく未架橋の状態で、ゴム組成物の調製に用いる。
（エピクロルヒドリンゴム）
エピクロルヒドリンゴムとしては、たとえば、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等の、種々のエピクロルヒドリンゴムが挙げられる。
【００２０】
中でも、エチレンオキサイドを含む共重合体、とくにＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯが好ましい。
ＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯにおけるエチレンオキサイド含量は、いずれも３０モル％以上、とくに５０モル％以上であるのが好ましく、８０モル％以下であるのが好ましい。
【００２１】
エチレンオキサイドは、ゴムローラのローラ抵抗値を下げる働きをする。
しかし、エチレンオキサイド含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、ゴムローラのローラ抵抗値を十分に低下できない場合がある。
一方、エチレンオキサイド含量が上記の範囲を超える場合には、エチレンオキサイドの結晶化が起こり、分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、却ってゴムローラのローラ抵抗値が上昇する傾向がある。
【００２２】
また、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎたり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して、当該ゴム組成物の加工性が低下したりする場合もある。
ＥＣＯにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量の残量である。
すなわち、エピクロルヒドリン含量は２０モル％以上であるのが好ましく、７０モル％以下、とくに５０モル％以下であるのが好ましい。
【００２３】
また、ＧＥＣＯにおけるアリルグリシジルエーテル含量は０．５モル％以上、とくに２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、とくに５モル％以下であるのが好ましい。
アリルグリシジルエーテルは、それ自体が側鎖として、自由体積を確保するために機能することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑制して、ゴムローラのローラ抵抗値を低下させる働きをする。
【００２４】
しかし、アリルグリシジルエーテル含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、ゴムローラのローラ抵抗値を十分に低下できない場合がある。
一方、アリルグリシジルエーテルは、ＧＥＣＯの架橋時に架橋点として機能する。
そのため、アリルグリシジルエーテル含量が上記の範囲を超える場合には、ＧＥＣＯの架橋密度が高くなりすぎることによって分子鎖のセグメント運動が妨げられて、却ってゴムローラのローラ抵抗値が上昇する傾向がある。
【００２５】
ＧＥＣＯにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量、およびアリルグリシジルエーテル含量の残量である。
すなわち、エピクロルヒドリン含量は１０モル％以上、とくに１９．５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、とくに６０モル％以下であるのが好ましい。
なおＧＥＣＯとしては、先に説明した３種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体の他に、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＥＣＯ）をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られている。
【００２６】
本発明では、このいずれのＧＥＣＯも使用可能である。
これらエピクロルヒドリンゴムの１種または２種以上を用いることができる。
（ＮＢＲ）
ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量が２４％以下である低ニトリルＮＢＲ、２５〜３０％である中ニトリルＮＢＲ、３１〜３５％である中高ニトリルＮＢＲ、３６〜４２％である高ニトリルＮＢＲ、４３％以上である極高ニトリルＮＢＲが、いずれも使用可能である。
【００２７】
またＮＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、感光体等の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＮＢＲを用いるのが好ましい。
これらＮＢＲの１種または２種以上を用いることができる。
（他の架橋性ゴム）
架橋性ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴム、およびＮＢＲに加えて、さらに他の架橋性ゴムを併用してもよい。
【００２８】
当該他の架橋性ゴムとしては、たとえば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、およびエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましい。
・  ＣＲ
ＣＲは、エピクロルヒドリンゴムやＮＢＲに比べてガス透過率が低いため、ゴム粉とともに併用することで、ローラ本体の酸化劣化を抑制したり、耐オゾン性を向上したりする効果をさらに向上できる。
【００２９】
また、ＣＲは極性を有するゴムであって、ゴムローラのローラ抵抗値を微調整するためにも機能する。
ＣＲは、クロロプレンを乳化重合させて合成されるもので、その際に用いる分子量調整剤の種類によって、硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプとに分類される。
このうち硫黄変性タイプのＣＲは、クロロプレンと、分子量調整剤としての硫黄とを共重合させたポリマを、チウラムジスルフィド等で可塑化して所定の粘度に調整することで合成される。
【００３０】
また非硫黄変性タイプのＣＲは、たとえば、メルカプタン変性タイプ、キサントゲン変性タイプ等に分類される。
このうち、メルカプタン変性タイプのＣＲは、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調整剤として使用すること以外は、硫黄変性タイプのＣＲと同様にして合成される。
【００３１】
また、キサントゲン変性タイプのＣＲは、アルキルキサントゲン化合物を分子量調整剤として使用すること以外は、やはり硫黄変性タイプのＣＲと同様にして合成される。
またＣＲは、その結晶化速度に基づいて、結晶化速度が遅いタイプ、中庸であるタイプ、および速いタイプに分類される。
本発明ではいずれのタイプのＣＲを用いてもよいが、中でも非硫黄変性タイプで、かつ結晶化速度が遅いタイプのＣＲが好ましい。
【００３２】
またＣＲとしては、クロロプレンと他の共重合成分との共重合体を用いてもよい。
他の共重合成分としては、たとえば、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、１−クロロ−１，３−ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、およびメタクリル酸エステル等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３３】
さらにＣＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、やはり感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＣＲを用いるのが好ましい。
これらＣＲの１種または２種以上を用いることができる。
・  ＡＣＭ
ＡＣＭは高い耐熱性を有するため、やはりゴム粉とともに併用することで、ローラ本体の酸化劣化を抑制したり、耐オゾン性を向上したりする効果をさらに向上できる。
【００３４】
またＡＣＭは、やはり極性を有するゴムであって、ゴムローラのローラ抵抗値を微調整するためにも機能する。
ＡＣＭとしては、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸アルキルエステルを主成分とし、さらにアクリロニトリル、２−クロロエチルビニルエーテル等の含ハロゲン系モノマーやグリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル、エチリデンノルボルネン等を共重合させて合成される種々のＡＣＭが使用可能である。
【００３５】
これらＡＣＭの１種または２種以上を用いることができる。
・  ＥＰＤＭ
ＥＰＤＭは耐光性、耐オゾン性、耐候性等に優れるため、やはりゴム粉とともに併用することで、ローラ本体の酸化劣化を抑制したり、耐オゾン性を向上したりする効果をさらに向上できる。
【００３６】
ＥＰＤＭとしては、エチレンとプロピレンに少量の第３成分（ジエン）を加えることで主鎖中に二重結合を導入した種々のＥＰＤＭを用いることができる。
ジエンとしては、エチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）等が挙げられる。
またＥＰＤＭとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、やはり感光体等の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＥＰＤＭを用いるのが好ましい。
【００３７】
これらＥＰＤＭの１種または２種以上を用いることができる。
〈架橋性ゴムの割合〉
エピクロルヒドリンゴムの割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部中の２０質量部以上、とくに２５質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下、とくに３５質量部以下であるのが好ましい。
【００３８】
エピクロルヒドリンゴムの割合がこの範囲未満、または範囲を超える場合には、このいずれにおいても、ゴムローラのローラ抵抗値を、たとえば、転写ローラ等として適した範囲に調整できない場合がある。
また、エピクロルヒドリンゴムの割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にＮＢＲの割合が少なくなって、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与できない場合もある。
【００３９】
さらに、ＣＲ、ＡＣＭ、ＥＰＤＭ等の他の架橋性ゴムを併用する場合には、前述したそれぞれの架橋性ゴムによる機能を、ローラ本体に十分に付与することができない場合もある。
これに対し、エピクロルヒドリンゴムの割合を上記の範囲とすることにより、ゴムローラのローラ抵抗値を、たとえば、転写ローラ等として適した範囲に調整することができる。
【００４０】
またローラ本体に、ゴムとしての良好な特性を付与したり、他の架橋性ゴムによる機能を十分に付与したりすることもできる。
他の架橋性ゴムの割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部中の５質量部以上であるのが好ましく、１５質量部以下であるのが好ましい。
他の架橋性ゴムの割合がこの範囲未満では、当該他の架橋性ゴムを配合することによる、前述したそれぞれの架橋性ゴムによる機能を、ローラ本体に十分に付与することができない場合がある。
【００４１】
一方、他の架橋性ゴムの割合が上記の範囲を超える場合には、相対的に、エピクロルヒドリンゴムの割合が少なくなって、ゴムローラのローラ抵抗値を、たとえば、転写ローラ等として適した範囲に調整できない場合もある。
さらに、相対的にＮＢＲの割合が少なくなって、ローラ本体に、ゴムとしての良好な特性を付与できない場合もある。
【００４２】
これに対し、他の架橋性ゴムの割合を上記の範囲とすることにより、ゴムローラのローラ抵抗値を、たとえば、転写ローラ等として適した範囲に調整しながら、ローラ本体に、他の架橋性ゴムによる機能を十分に付与することができる。
またローラ本体に、ゴムとしての良好な特性を付与することもできる。
なお、他の架橋性ゴムの割合は、上述した各種架橋性ゴムのうちの１種のみを用いる場合は当該架橋性ゴムの割合とし、２種以上を併用する場合はその合計の割合とする。
【００４３】
ＮＢＲの割合は、エピクロルヒドリンゴム、またはエピクロルヒドリンゴムと他の架橋性ゴムの残量である。
すなわち、架橋性ゴムがエピクロルヒドリンゴムとＮＢＲの２種（それぞれ２種以上を併用する場合を含む）である場合は、エピクロルヒドリンゴムの割合を前述した範囲内の所定値に設定した際に、架橋性ゴムの総量が１００質量部となるように、ＮＢＲの割合を設定すればよい。
【００４４】
また、架橋性ゴムがエピクロルヒドリンゴムとＮＢＲと他の架橋性ゴムの３種（他の架橋性ゴムとして２種以上を併用する場合を含む）である場合は、エピクロルヒドリンゴムと他の架橋性ゴムの割合をそれぞれ前述した範囲内の所定値に設定した際に、架橋性ゴムの総量が１００質量部となるように、ＮＢＲの割合を設定すればよい。
〈ゴム粉〉
ゴム粉としては、ＩＲ、およびブチル系ゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種のゴムの架橋物からなるゴム粉を選択して用いる。
【００４５】
この理由は、先に説明したとおりである。
すなわち、上記いずれかの、ガスバリア性の良いゴムの架橋物からなるゴム粉を選択して用いてゴム組成物を調製することにより、当該ゴム組成物からなるローラ本体の酸化劣化を抑制したり、耐オゾン性を向上したりすることができる。
また、上記ゴム粉は柔軟性に優れているため、多量に配合してもローラ本体が硬くならないだけでなく、当該ローラ本体を、現状より軟らかくすることもできる。
【００４６】
しかも、上記ゴム粉としては医療用ゴム栓等の廃品を再利用できるため、ゴム配合の配合単価の上昇を抑制しながら、当該廃品を有効に再利用することもできる。
ゴム粉のもとになるブチル系ゴムとしては、上述した医療用ゴム栓等の形成材料として汎用されている、ブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（ＣＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（ＢＩＩＲ）等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４７】
医療用ゴム栓等の廃品を再利用したゴム粉には、再利用する廃品の種類に応じて、これらのブチル系ゴム、および／またはＩＲからなるゴム粉のうちの１種のみが含まれる場合と、２種以上が混在している場合とが生じうる。
しかし、いずれの場合もほぼ同等の効果を奏することができる。
ゴム粉としては、医療用ゴム栓等の廃品を任意の粉砕方法、たとえば、凍結粉砕法等によって粉砕したものを用いることができる。
【００４８】
ゴム粉の粒径はとくに限定されないが、＃１６メッシュ通過以下、中でも＃６０メッシュ通過以下、とくに＃１００メッシュ通過以下で、かつ＃１０００メッシュ通過以上、とくに＃４００メッシュ通過以上であるのが好ましい。
かかる微細なゴム粉を用いることにより、ゴム組成物に対するゴム粉の分散性を向上し、ローラ本体の耐オゾン性や柔軟性等がゴム粉の影響でばらついたりするのを抑制して、これらの特性に優れたローラ本体を備えたゴムローラを形成することができる。
【００４９】
ゴム粉の粒径を上記の範囲とするためには、従来同様に、廃品の粉砕物を分級等すればよい。
なお本発明では、ゴム粉の粒径を規定するメッシュ＃を、ＡＳＴＭ  Ｅ１１において規定された呼び番号でもって表すこととする。
ゴム粉の割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上、２０質量部以下である必要がある。
【００５０】
ゴム粉の割合がこの範囲未満では、当該ゴム粉を配合することによる前述した効果、とくにローラ本体の酸化劣化を抑制したり、耐オゾン性を向上したりする効果が得られない場合がある。
一方、ゴム粉の割合が上記の範囲を超える場合には、当該ゴム粉が柔軟であるにも拘らずローラ本体の柔軟性が低下して、当該ローラ本体が硬くなってしまう場合がある。
【００５１】
これに対し、ゴム粉の割合を上記の範囲とすることにより、ローラ本体の良好な柔軟性を維持しながら、酸化劣化を抑制したり、耐オゾン性を向上したりすることができる。
〈架橋成分〉
架橋成分としては、架橋性ゴムを架橋させるための架橋剤と、当該架橋剤による架橋性ゴムの架橋を促進するための架橋促進剤とを併用するのが好ましい。
【００５２】
このうち架橋剤としては、たとえば、硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等が挙げられる。
架橋剤は、組み合わせる架橋性ゴムの種類に応じて、適宜選択することができる。
たとえば、架橋性ゴムが、いずれも硫黄架橋性を有するＧＥＣＯとＮＢＲとの併用系、もしくはＧＥＣＯとＮＢＲと他の架橋性ゴムとの併用系である場合、架橋剤としては、硫黄系架橋剤を用いればよい。
【００５３】
また、たとえば、硫黄架橋性を有しないＥＣＯを用いる場合、架橋剤としては、ＮＢＲ、もしくはＮＢＲと他の架橋性ゴムとを架橋させるための硫黄系架橋剤と、ＥＣＯを架橋させるためのチオウレア系架橋剤とを併用すればよい。
（硫黄系架橋剤）
硫黄系架橋剤としては、たとえば、粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいは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等の有機含硫黄化合物などが挙げられ、とくに硫黄が好ましい。
【００５４】
硫黄の割合は、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
なお、たとえば、硫黄としてオイル処理粉末硫黄、分散性硫黄等を使用する場合、上記割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄自体の割合とする。
【００５５】
また、架橋剤として有機含硫黄化合物を使用する場合、その割合は、分子中に含まれる硫黄の、架橋性ゴムの総量１００質量部あたりの割合が上記の範囲となるように調整するのが好ましい。
（架橋促進剤）
硫黄系架橋剤による架橋性ゴムの架橋を促進するための架橋促進剤としては、たとえば、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５６】
このうち、チウラム系促進剤とチアゾール系促進剤とを併用するのが好ましい。
チウラム系促進剤としては、たとえば、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等の１種または２種以上が挙げられ、とくにテトラメチルチウラムモノスルフィドが好ましい。
【００５７】
またチアゾール系促進剤としては、たとえば、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、２−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、２−（４′−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等の１種または２種以上が挙げられ、とくにジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドが好ましい。
【００５８】
上記２種の架橋促進剤の併用系において、硫黄系架橋剤による架橋性ゴムの架橋を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、チウラム系促進剤の割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
また、チアゾール系促進剤の割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
【００５９】
（チオウレア系架橋剤）
チオウレア系架橋剤としては、分子中にチオウレア構造を有し、ＥＣＯの架橋剤として機能しうる種々のチオウレア化合物が使用可能である。
チオウレア系架橋剤としては、たとえば、エチレンチオウレア、Ｎ,Ｎ′−ジフェニルチオウレア、トリメチルチオウレア、式(2)：
（ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ）２Ｃ＝Ｓ      (2)
〔式中、ｎは１〜１２の整数を示す。〕で表されるチオウレア、テトラメチルチオウレア等の１種または２種以上が挙げられ、とくにエチレンチオウレアが好ましい。
【００６０】
チオウレア系架橋剤の割合は、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上であるのが好ましく、１質量部以下であるのが好ましい。
（架橋促進剤）
チオウレア系架橋剤には、当該チオウレア系架橋剤によるＥＣＯの架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
【００６１】
架橋促進剤としては、たとえば、１,３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド等のグアニジン系促進剤などの１種または２種以上が挙げられ、とくに１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジンが好ましい。
架橋促進剤の割合は、架橋反応を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上であるのが好ましく、１質量部以下であるのが好ましい。
【００６２】
〈発泡成分〉
ローラ本体は、非多孔質構造、多孔質構造のいずれの構造としてもよく、ローラ本体を多孔質構造とするためには、ゴム組成物に発泡成分を配合して、架橋性ゴムを、架橋とともに発泡させるのが好ましい。
発泡成分としては、加熱によって分解してガスを発生する種々の発泡剤を用いることができる。
【００６３】
また、発泡剤の分解温度を引き下げて、その分解を促進する働きをする発泡助剤を組み合わせてもよい。
（発泡剤）
発泡剤としては、たとえば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４′−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等の１種または２種以上が挙げられる。
【００６４】
発泡剤の割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。
（発泡助剤）
発泡助剤としては、上述したように、組み合わせる発泡剤の分解温度を引き下げて、その分解を促進する働きをする種々の発泡助剤を用いることができ、たとえば、ＡＤＣＡと組み合わせる発泡助剤としては、尿素（Ｈ２ＮＣＯＮＨ２）系発泡助剤が挙げられる。
【００６５】
発泡助剤の割合は、組み合わせる発泡剤の種類等に応じて任意に設定できるが、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。
（発泡成分）
発泡成分としては、とくにＯＢＳＨを単独で用いるのが好ましい。
【００６６】
〈その他〉
ゴム組成物には、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合してもよい。
添加剤としては、たとえば、受酸剤や無機系の充填剤等が挙げられる。
このうち受酸剤は、架橋時にエピクロルヒドリンゴムやＣＲから発生した塩素系ガス中の塩素を捕捉して、塩素系ガスが遊離状態でローラ本体内に残留したり、それによって架橋阻害や感光体の汚染等が生じたりするのを抑制するために機能する。
【００６７】
受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、とくにハイドロタルサイト類が好ましい。
また、ハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用すると、より高い受酸効果を得ることができ、感光体等の汚染をより一層確実に防止することができる。
【００６８】
受酸剤の割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり０．２質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。
無機系の充填剤は、前述したようにローラ本体の機械的強度等を向上したり、ローラ本体の特性に影響を生じることなくゴム配合の配合単価を引き下げたりするために機能する。
【００６９】
無機系の充填剤としては、たとえば、酸化亜鉛、シリカ、カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、クレー、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム等の１種または２種以上が挙げられる。
とくに、ローラ本体の特性に影響を生じることなくゴム配合の配合単価を引き下げるためには、タルク、炭酸カルシウム、クレー、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム等の１種または２種以上を用いるのが好ましい。
【００７０】
無機系の充填剤の割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上であるのが好ましく、１５質量部以下であるのが好ましい。
また、充填剤として導電性カーボンブラックを用いることで、ローラ本体に電子導電性を付与することもできる。
導電性カーボンブラックとしてはＨＡＦが好ましい。
【００７１】
ＨＡＦは、ゴム組成物中に均一に分散できるため、ローラ本体にできるだけ均一な電子導電性を付与することができる。
導電性カーボンブラックの割合は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上であるのが好ましく、１０質量部以下であるのが好ましい。
また添加剤としては、さらに架橋助剤、劣化防止剤、スコーチ防止剤、可塑剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等の各種添加剤を、任意の割合で配合してもよい。
【００７２】
《ゴムローラ》
図１は、本発明のゴムローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例のゴムローラ１は、上記各成分を含むゴム組成物の発泡体からなる、多孔質でかつ単層の筒状に形成されたローラ本体２を備えるとともに、ローラ本体２の中心の通孔３にシャフト４が挿通されて固定されたものである。
【００７３】
シャフト４は、良導電性の材料、たとえば、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属などによって一体に形成されている。
シャフト４は、たとえば、導電性を有する接着剤を介してローラ本体２と電気的に接合され、かつ機械的に固定されるか、あるいは通孔３の内径よりも外径の大きいものを通孔３に圧入することで、ローラ本体２と電気的に接合され、かつ機械的に固定される。
【００７４】
また、この両法を併用して、シャフト４を、ローラ本体２と電気的に接合し、かつ機械的に固定してもよい。
〈アスカーＣ型硬さ〉
転写ローラの場合、ローラ本体２のゴム硬さは、アスカーＣ型硬さで表して２０°以上であるのが好ましく、３０°以下であるのが好ましい。
【００７５】
アスカーＣ型硬さがこの範囲未満では、ローラ本体２の強度が不足してヘタリ等を生じやすくなる場合がある。
一方、アスカーＣ型硬さが上記の範囲を超える場合には、ローラ本体２が硬くなりすぎて、転写ローラとしての使用に適した適度の柔軟性が得られない場合がある。
ローラ本体２のアスカーＣ型硬さは、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ７３１２−１９９６「熱硬化性ポリウレタンエラストマー成形物の物理試験方法」の付属書２において援用する(社)日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１「膨張ゴムの物理試験方法」に準拠したタイプＣ硬さ試験機（たとえば、高分子計器(株)製のアスカーゴム硬度計Ｃ型等）を用いて、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
【００７６】
（アスカーＣ型硬さの測定）
ローラ本体２に挿通して固定したシャフト４の両端を支持台に固定した状態で、当該ローラ本体２の中央部に、上記タイプＣ硬さ試験機の押針を、４．９Ｎ（≒５００ｇｆ）の荷重を付加した状態で、１０ｍｍ上方から落として３秒後の値をアスカーＣ型硬さとして記録する。
【００７７】
〈ゴムローラの製造〉
本発明のゴムローラ１を製造するには、まず、前述した各成分からなるゴム組成物を、押出成形機を用いて筒状に押出成形し、次いで所定の長さにカットして、加硫缶内で加圧水蒸気によって加圧、加熱して発泡、および架橋させる。
次いで、発泡、架橋させた筒状体を、オーブン等を用いて加熱して二次架橋させたのち冷却し、さらに所定の外径となるように研磨してローラ本体２を形成する。
【００７８】
シャフト４は、筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で通孔３に挿通して固定できる。
ただし、カット後、まず通孔３にシャフト４を挿通した状態で二次架橋および研磨をするのが好ましい。
これにより、二次架橋時の膨張収縮による筒状体の反りや変形等を抑制できる。
【００７９】
また、シャフト４を中心として回転させながら研磨することで当該研磨の作業性を向上し、なおかつ外周面５のフレを抑制できる。
シャフト４は、先に説明したように、導電性を有する接着剤、とくに導電性の熱硬化性接着剤を介して二次架橋前の筒状体の通孔３に挿通したのち二次架橋させるか、あるいは通孔３の内径より外径の大きいものを通孔３に圧入すればよい。
【００８０】
前者の場合は、オーブン中での加熱によって筒状体が二次架橋されるのと同時に熱硬化性接着剤が硬化して、当該シャフト４がローラ本体２に電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
また後者の場合は、圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
また、前述したようにこの両法を併用して、シャフト４を、ローラ本体２と電気的に接合し、かつ機械的に固定してもよい。
【００８１】
本発明のゴムローラ１は、たとえば、レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置において、前述したように転写ローラとして好適に使用できる。
ただし、本発明のゴムローラ１は、たとえば、帯電ローラ、現像ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。
【００８２】
《画像形成装置》
本発明の画像形成装置は、本発明のゴムローラ１を組み込んだことを特徴とするものである。
かかる本発明の画像形成装置としては、上述したように、レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した種々の画像形成装置が挙げられる。
【実施例】
【００８３】
以下に、本発明を、実施例、比較例、従来例に基づいてさらに説明するが、本発明の構成は、必ずしもこれらの例に限定されるものではない。
〈実施例１〉
（ゴム粉(1)の作製）
医療用ゴム栓の廃棄品、および医療用ゴム栓の製造時に生じるゴムバリ等の廃棄物を凍結粉砕し、ふるいにかけて分級して、＃１００メッシュ通過でかつ＃４００メッシュ不通過であった成分をゴム粉(1)とした。
【００８４】
ゴムは、ＩＲ、ＩＩＲ、ＣＩＩＲ、ＢＩＩＲの混合物であった。
（ゴム組成物の調製）
架橋性ゴムとしてはＧＥＣＯ〔日本ゼオン(株)製のＨＹＤＲＩＮ（登録商標）Ｔ３１０８〕３０質量部、およびＮＢＲ〔日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）ＤＮ４０１ＬＬ、低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量：１８．０％、非油展〕７０質量部を配合した。
【００８５】
そして両架橋性ゴムの総量１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、ゴム粉(1)５質量部と、下記表１に示す各成分とを加えて混練した。
【００８６】
【表１】
2020007418.tif 000003
【００８７】
表１中の各成分は下記のとおり。なお表１中の質量部は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
充填剤Ｉ：重質炭酸カルシウム〔白石カルシウム(株)製のホワイトン（登録商標）ＢＦ−１００〕
充填剤II：カーボンブラックＨＡＦ〔東海カーボン(株)製の商品名シースト３〕
受酸剤：ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のＤＨＴ−４Ａ−２〕
次いで、混練を続けながら、下記表２に示す架橋成分を加えてさらに混練してゴム組成物を調製した。
【００８８】
【表２】
2020007418.tif 000004
【００８９】
表２中の各成分は下記のとおり。なお表２中の質量部は、架橋性ゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
架橋剤：粉末硫黄〔鶴見化学工業(株)製〕
架橋促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔Ｓｈａｎｄｏｎｇ  Ｓｈａｎｘｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．  Ｌｔｄ．製の商品名ＳＵＮＳＩＮＥ  ＭＢＴＳ〕
架橋促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムジスルフィド〔三新化学工業(株)製のサンセラー（登録商標）ＴＳ〕
（ゴムローラの製造）
調製したゴム組成物を押出成形機に供給して外径φ１０ｍｍ、内径φ３．０ｍｍの筒状に押出成形した後、所定の長さにカットして外径φ２．２ｍｍの架橋用の仮のシャフトに装着した。
【００９０】
次いで、加硫缶内で、加圧水蒸気によって１２０℃×１０分間、次いで１６０℃×２０分間の加圧、加熱をして、筒状体を、発泡剤の分解によって発生したガスによって発泡させるとともにゴムを架橋させた。
次いで、この筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ５ｍｍのシャフト４に装着し直して、オーブン中で１６０℃×６０分間加熱して二次架橋させるとともに、熱硬化性接着剤を硬化させてシャフト４と電気的に接合し、かつ機械的に固定した。
【００９１】
そして、筒状体の両端を整形したのち、その外周面５を、円筒研削盤を用いてトラバース研削することで外径をφ１２．５ｍｍ（公差±０．１ｍｍ）に仕上げてローラ本体２を形成し、ゴムローラ１を製造した。
〈比較例１〉
ゴム粉(1)を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、ゴムローラ１を製造した。
【００９２】
〈実施例２〜４、比較例２〉
ゴム粉(1)の量を、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部（実施例２）、１５質量部（実施例３）、２０質量部（実施例４）、２５質量部（比較例２）としたこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、ゴムローラ１を製造した。
〈実施例５〉
炭酸カルシウムの量を、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり５質量部としたこと以外は実施例３と同様にしてゴム組成物を調製し、ゴムローラ１を製造した。
【００９３】
〈実施例６〉
架橋性ゴムのうちＮＢＲの量を６０質量部として、さらにＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ、非油展〕１０質量部を配合したこと以外は実施例２と同様にしてゴム組成物を調製し、ゴムローラ１を製造した。
〈実施例７〉
架橋性ゴムのうちＮＢＲの量を６０質量部として、さらにＡＣＭ〔日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ  ＡＲ３２〕１０質量部を配合したこと以外は実施例２と同様にしてゴム組成物を調製し、ゴムローラ１を製造した。
【００９４】
〈実施例８〉
架橋性ゴムのうちＮＢＲの量を６０質量部として、さらにＥＰＤＭ〔住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）ＥＰＤＭ  ５０５Ａ、ジエン成分：ＥＮＢ、非油展〕１０質量部を配合したこと以外は実施例２と同様にしてゴム組成物を調製し、ゴムローラ１を製造した。
【００９５】
〈従来例１〉
（ゴム粉(2)の作製）
比較例１で製造したゴムローラ１のローラ本体２を凍結粉砕し、ふるいにかけて分級して、＃１００メッシュ通過でかつ＃４００メッシュ不通過であった成分をゴム粉(2)とした。
【００９６】
ゴムは、ＧＥＣＯとＮＢＲの混合物であった。
（ゴム組成物の調製およびゴムローラの製造）
ゴム粉(1)に代えて、ゴム粉(2)を同量配合したこと以外は実施例２と同様にしてゴム組成物を調製し、ゴムローラ１を製造した。
このものは、特許文献２に開示された、ローラ本体等から発生する廃品を再利用したゴムローラに該当するものである。
【００９７】
〈ゴム硬さ評価〉
実施例、比較例、従来例で製造したゴムローラ１のローラ本体２の、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下でのアスカーＣ型硬さを、先に説明した測定方法に則って測定した。
そして、アスカーＣ型硬さが２０°以上、３０°以下のものを良好（○）、２０°未満のもの、および３０°を超えるものを不良（×）と評価した。
〈耐オゾン性評価〉
実施例、比較例、従来例で製造したゴムローラ１からローラ本体２を抜き取り、軸方向の長さ２ｍｍ分を切り出して試験片を作製した。
【００９８】
次いで、作製した試験片に所定の圧力を加えた状態で、試験片の外周面にクラックが発生したか否かの１回目のチェックをした。
次に、上記圧力を加えた状態の試験片を、オゾン濃度５０ｐｐｍのオゾン槽内に静置して半日ごとに、試験片の外周面にクラックが発生したか否かの２回目以降のチェックをした。
【００９９】
そして、何回目のチェックでクラックが確認されたかを記録するとともに、１回目から５回目のチェックでクラックが確認されたものを不良（×）、５回目まではクラックが確認されなかったものを良好（○）と評価した。
以上の結果を表３、表４に示す。
【０１００】
【表３】
2020007418.tif 000005
【０１０１】
【表４】
2020007418.tif 000006
【０１０２】
表３、表４の実施例１〜８、比較例１、従来例１の結果より、エピクロルヒドリンゴムとＮＢＲとを含む架橋性ゴムに、従来のゴム粉(2)に代えて、ＩＲおよび／またはブチル系ゴムの架橋物からなるゴム粉(1)を配合することにより、ローラ本体が硬くなるのを抑制しながら、ローラ本体の耐オゾン性を向上できることが判った。
また、ゴム粉(1)としては医療用ゴム栓等の廃品を再利用できるため、ゴム配合の配合単価の上昇を抑制しながら、当該廃品を有効に再利用できることも確認された。
【０１０３】
ただし、とくに実施例１〜４、比較例１、２の結果より、上記の効果を得るためには、ゴム粉(1)の割合を、架橋性ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上、２０質量部以下の範囲とする必要があることが判った。
さらに実施例２、６〜８の結果より、他の架橋性ゴムとしてＣＲ、ＡＣＭ、またはＥＰＤＭを、ゴム粉と併用することにより、ローラ本体が硬くなるのを抑制しながら、ローラ本体の耐オゾン性をさらに向上できることが判った。
【符号の説明】
【０１０４】
１     ゴムローラ
２     ローラ本体
３     通孔
４     シャフト
５     外周面
【図１】
2020007418.tif 000007