(57)【要約】【課題】微細なセル及び高い発泡倍率を有し、低硬度であるため、画像不良の発生を抑制しうる、発泡ゴムローラを提供する。【解決手段】シャフト及び化学発泡剤を含有する未加硫のゴム組成物を金型キャビティ中に充填し、加圧加熱後に脱型して発泡させる工程を経て製造される発泡ゴムローラにおいて、該ゴム組成物の１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３５〜８０であり、かつ該化学発泡剤が平均粒子径１０μｍ以下のアゾジカルボンアミドであることを特徴とする発泡ゴムローラ、並びに、押出し機を用いて未加硫のゴム組成物を押出すと同時に、連続的にシャフトを押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、シャフトの外周上に未加硫のゴム組成物を配置してローラ形状にした後、金型キャビティに充填する工程を経て製造される前記発泡ゴムローラ。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト及び化学発泡剤を含有する未加硫のゴム組成物を金型キャビティ中に充填し、加圧加熱後に脱型して発泡させる工程を経て製造される発泡ゴムローラにおいて、該ゴム組成物の１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３５〜８０であり、かつ該化学発泡剤が平均粒子径１０μｍ以下のアゾジカルボンアミドであることを特徴とする発泡ゴムローラ。
【請求項２】
ゴム組成物の発泡前後での発泡倍率が３〜５倍であり、発泡ゴムローラ表面の平均セル径が７０〜１２０μｍであり、発泡ゴムローラのアスカーＣ硬度が２５°以下である請求項１に記載の発泡ゴムローラ。
【請求項３】
該ゴム組成物の主原料ゴムがエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムであり、かつ該エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムの１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が６０〜１００である請求項１または２に記載の発泡ゴムローラ。
【請求項４】
該ゴム組成物が導電性物質を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の発泡ゴムローラ。
【請求項５】
押出し機を用いて未加硫のゴム組成物を押出すと同時に、連続的にシャフトを押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、シャフトの外周上に未加硫のゴム組成物を配置してローラ形状にした後、金型キャビティに充填する工程を経て製造される請求項１〜４のいずれかに記載の発泡ゴムローラ。
【請求項６】
加硫発泡後に所定の外径及び形状に研削する工程を経て製造される請求項１〜５のいずれかに記載の発泡ゴムローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡ゴムローラに関し、さらに詳しくは、低密度、低硬度、気泡形状などの特性が均質で、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリなどの電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置用の部材として好適に使用される発泡ゴムローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真に用いる帯電ローラ、転写ローラ等の発泡ゴムローラは、近年の装置の高速化、良画質化に応えるために、感光体との当接により一様なニップ幅を保つことが要求され、より低硬度（具体的にはアスカーＣ硬度で２５°以下）で、発泡セルが緻密（微細セル（具体的には平均セル径が７０〜１２０μｍ）で高発泡倍率（具体的には発泡倍率が３〜５倍））であることが望まれている。
【０００３】
従来このような発泡ゴムローラとしては、例えば以下のようにして製造されている。エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴムに導電性カーボンブラック等の導電性フィラー、発泡剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤等の添加剤を加えて混練りしたゴム組成物をチューブ状に押し出し、加硫缶やマイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）を用いて発泡加硫させたゴムチューブにあらかじめ接着剤を塗布した導電性軸体を圧入し、接着加熱を行った後に所定の外径及び形状になるように研磨した発泡ゴムローラが知られている。
【０００４】
しかしながら、このような発泡ゴムローラにおいては、発泡倍率を高めることによってローラ硬度を下げようとすると、必然的にセル径が大きくなり、研磨後のローラ表面に現れる発泡体のセル径が大きくなり、感光ドラム等との接触が均一にならないという問題があった。
【０００５】
また、主ポリマー（ブタジエンゴム）と軟化剤として平均分子量５０００以上の液状ゴム（液状イソプレンゴム）と導電性物質とを含むムーニー粘度ＭＬ１＋４（１３０℃）が２５以下のゴム組成物を用い射出成形（プレス発泡）により硬度５０°以下で微細なセル径を有する発泡ゴムローラが紹介されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、発泡倍率が３〜５倍であり、ローラ硬度２５°以下で、かつ微細なセル径の発泡ゴムローラについては、なんら検討されていない。
【０００６】
さらに、被帯電体に当接させて、この被帯電体との間に直流電圧のみを印加することにより、直接電荷注入によって被帯電体を帯電させる帯電部材（発泡ゴムローラ）において、発泡ゴムのセル径が１０〜２００μｍであり、かつセル数が１００〜１２００個／２５ｍｍであり、ゴム発泡体がアスカーＣ硬度で１０〜５０°、密度が０．０３〜０．５ｇ／ｃｍ３であるものがよいとされている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、ゴム組成物の発泡前後での発泡倍率が３〜５倍であり、発泡ゴムローラ表面の平均セル径が７０〜１２０μｍであり、かつ発泡ゴムローラのアスカーＣ硬度が２５°以下である発泡ゴムローラは、なんら検討されていない。
【０００７】
また、ヨウ素価３５〜４５、かつムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）が２０〜５０のエチレンプロピレンゴムを用いることで微細セルかつ低密度な発泡体が得られる提案がなされている（例えば、特許文献３、４参照）。しかしながら、ゴム組成物の発泡前後での発泡倍率が３〜５倍であり、発泡ゴムローラ表面の平均セル径が７０〜１２０μｍであり、発泡ゴムローラのアスカーＣ硬度が２５°以下である発泡ゴムは得られておらず、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）が５０以上のエチレンプロピレンゴムを用いると未加硫ゴム組成物の粘度が大きくなり、発泡が不十分となるため、発泡体密度が大きくなるとしている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３１８５２８５号公報
【特許文献２】
特開２００１−０４２６０５公報
【特許文献３】
特開２００１−１９２４９１公報
【特許文献４】
特開２００１−１９４８６９公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、微細なセルを有し発泡倍率が高く、十分に低硬度であるため、画像不良の発生を抑制しうるので、画像形成装置用の部材として好適に使用される発泡ゴムローラを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、シャフト及び化学発泡剤を含有する未加硫のゴム組成物を金型キャビティ中に充填し、加圧加熱後に脱型と同時に発泡させる工程を経て製造される発泡ゴムローラにおいて、該ゴム組成物の１００℃におけるムーニー粘度が３５〜８０であり、該化学発泡剤が平均粒子径１０μｍ以下のアゾジカルボンアミドを用いることにより微細なセル及び高発泡倍率を有する、十分に低硬度の発泡ゴムローラが得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、シャフト及び化学発泡剤を含有する未加硫のゴム組成物を金型キャビティ中に充填し、加圧加熱後に脱型して発泡させる工程を経て製造される発泡ゴムローラにおいて、該ゴム組成物の１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３５〜８０であり、かつ該化学発泡剤が平均粒子径１０μｍ以下のアゾジカルボンアミドであることを特徴とする発泡ゴムローラである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につきさらに詳しく説明する。
【００１３】
本発明おいては、得られた発泡ゴムローラは、ローラ表面の平均セル径が７０〜１２０μｍであり、該発泡ローラの製品部を構成するゴム組成物が発泡前後で３〜５倍の発泡倍率を有し、かつアスカーＣ硬度が２５°以下であることが好ましい。微細なセル及び高い発泡倍率を有し、十分に低硬度であるとはこの範疇にあることを意味する。
【００１４】
未加硫のゴム組成物の１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３５よりも小さい場合、発泡剤の添加量を多くすれば発泡倍率を高くすることは可能であるが、発泡倍率が高くなるとセル径を小さく保つことが困難になる。また、１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が８０より大きい場合、発泡体のセルは微細なものになるが、発泡倍率を高くすることが困難となるうえ、ゴム混練り時の加工性に乏しくなる。
【００１５】
化学発泡剤としては発生ガス量の多いアゾジカルボンアミドを用い、平均粒子径が１０μｍ以下のものを用いる。このとき、化学発泡剤の平均粒子径が１０μｍよりも大きいと発泡体のセル径が大きくなり過ぎる。また、化学発泡剤としてＮ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンは分解時の発生ガス量が多い点で優れているが、該発泡剤の分解時にホルムアルデヒド等の有毒ガスが発生して作業性及び環境性等に悪影響を及ぼすため使用できない。
【００１６】
該ゴム組成物に使用する主原料ゴムとしては、耐オゾン性や耐汚染性に優れた発泡体が得易く、また、加硫速度の調整が容易であり各種加硫方法が採用可能なイオウ加硫系が適用できるという観点からエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムが好ましい。エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムとしては、微細なセル径が得られ易く、加工性も良好であるという点から１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が６０〜１００であるエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムを用いることが好ましい。ここで、１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が６０未満では微細なセルを有する発泡体を安定して得ることが困難となり易く、また１００を超えると混練り時の加工性に悪影響を及ぼし易い。
【００１７】
加硫剤としては、種々のものを用いることができるが、ゴム組成物、特にエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム組成物の発泡及び加硫の制御を容易に行うことができる点から、イオウ加硫系が好ましい。ここで、イオウ加硫系とは、イオウと加硫促進剤との組み合わせ、あるいは含イオウ有機化合物をいう。加硫促進剤としては、チアゾール類、スルフェンアミド類、チオウレア類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、グアニジン類、アルデヒドアミン類、アルデヒドアンモニア類が挙げられ、これらの一種を単独で又は二種以上を混合して用いることができる。含イオウ有機化合物としては、例えば、モルホリンジスルフィド、テトラアルキ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が挙げられる。加硫剤の添加量は、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム１００質量部に対して０．５〜５質量部が好ましい。
【００１８】
該ゴム組成物は、各種発泡ゴムローラに要求される電気抵抗に調整するために導電性物質を含有することが好ましい。導電性物質としては、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、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカーなどが挙げられる。導電性物質の添加量は、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部が好ましく、２０〜６０質量部が特に好ましい。
【００１９】
該ゴム組成物には、上記の添加剤以外に、亜鉛華、ステアリン酸等の加硫促進助剤、パラフィン系プロセスオイル等のプロセスオイル、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、珪酸マグネシウム、クレー等の各種充填材、スコーチ防止剤、粘着付与剤、その他ゴム用添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で適宜添加することができる。
【００２０】
この発泡ゴムローラを得るための加工方法としては、各種加工方法が採用できるが、製造コストを低く抑えるという目的から、押出し機を用いて未加硫のゴム組成物を押出すと同時に、連続的にシャフトを押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、シャフトの外周上に未加硫のゴム組成物を配置してローラ形状にした後、金型キャビティに充填する工程を経て製造されることが好ましい。シャフトとしては、発泡ゴムローラの芯金として用いられる導電性軸体に加硫接着剤を塗布したものを用いることが好ましいが、金型から脱型したときにシャフトと発泡ゴムの接着性が不十分な場合には、発泡ゴムローラの内径よりも小さな外径のシャフト（ダミー芯金）を用い、加硫発泡後にこのダミー芯金を取り除いた後に発泡ゴムローラ用の芯金を発泡ゴムに圧入し、接着させてもよい。
【００２１】
なお、加硫発泡後、発泡ゴムローラの安定性を向上させるためにオーブンなどを用いて二次加硫を行うことが好ましく、通常１４０℃〜２００℃で１５分〜２時間ほどの条件で行われる。さらに、二次加硫後、所定の外径及び形状を得るため、発泡ゴムローラの表面を研削することが好ましい。研削方法としては、一般の方法を採用することができ、例えば砥石回転式の研磨機などで研削できる。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明について、実施例からより詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、各例で得られた導電性ローラの物性は、以下の方法に従って測定した。
【００２３】
〈ムーニ−粘度〉ＪＩＳ  Ｋ−６３００に準拠し、１００℃にて（ＭＬ１＋４）を測定した。
【００２４】
〈発泡倍率〉発泡ゴムローラからゴム片を切断し比重測定を行い、真比重（未発泡時の比重）／見かけ比重（発泡ゴムの比重）から算出した。
【００２５】
〈平均セル径〉ＣＣＤビデオカメラを用いて１７５倍で写真撮影を行い、画像のセル径を測定した。また、平均セル径は測定したセル径の大きいものから順に２０個分のセルについて得られる平均値とした。
【００２６】
〈ローラ硬度〉ローラ硬度は、アスカーＣ硬度計を用いて、荷重５００ｇを掛けて測定した。
【００２７】
〈ローラ抵抗〉ローラ電気抵抗は、発泡ゴムローラの軸体に総圧１ｋｇの荷重が掛かるように外径３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着した状態で、軸体とアルミドラムとの間に１００Ｖの電圧を印加することによって測定した。
【００２８】
〔実施例１〕
エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム［ＥＰＤＭ；商品名  ＥＰＴ４０７０  三井化学（株）製］１００質量部、酸化亜鉛［商品名  亜鉛華２種  白水テック（株）製］５質量部、ステアリン酸［商品名  ステアリン酸Ｓ  花王（株）製］１質量部、ケッチェンブラック［商品名  ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ  ケッチェンブラックインターナショナル（株）製］１１質量部、ＦＥＦ級カーボンブラック［商品名  旭＃Ｆ−２００  旭カーボン（株）製］５０質量部、パラフィンオイル［商品名  ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０  出光興産（株）製］５０質量部、２−メルカプトベンゾチアゾール［商品名  ノクセラーＭ  大内振興化学工業（株）製］１質量部、イオウ［商品名  サルファックスＰＭＣ  鶴見化学工業（株）製］１質量部、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）［商品名  ビニホールＡＣ＃１Ｃ  永和化成工業（株）製］８質量部を混錬りし未加硫のゴム組成物を作成した。次に、φ４０ｍｍの押出し機を用いて前記未加硫のゴム組成物を押出すと同時に、連続的に加硫接着剤［商品名  ケムロック＃２０５及び＃２５２ＨＴ  （株）ロード・ファーイースト社製］を塗布したシャフトを押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、シャフトの外周上に未加硫のゴム組成物を配置してローラ形状にした。このとき、シャフトは直径６ｍｍ、長さ２６０ｍｍのものを用い、シャフトの外周上に未加硫のゴム組成物を配置してローラ形状にしたときの外径は１５．１ｍｍであり、未加硫のゴム組成物の長さ２４０ｍｍとなるように未加硫のゴム組成物端部を切り取った。その後、金型キャビティが直径１５ｍｍ、ゴム部の長さ２４０ｍｍである割金型を用い、金型キャビティに前記シャフトの外周上に未加硫のゴム組成物を配置してローラ形状にしたものを充填し、プレス機を用い１６０℃で２０分間加圧加熱により発泡加硫を行うことでシャフトと発泡ゴムを一体的に形成し、さらに二次加硫としてギアオーブンにて１６０℃で３０分間加熱した。この成形体を研磨砥石ＧＣ８０が取り付けられた研磨機にセットし、研磨条件として回転速度２０００ｒｐｍ、送り速度５００ｍ／分で外径がφ１８ｍｍになるように研磨し、導電性発泡ゴムローラを作成した。この製造方法により微細なセルと高い発泡倍率を有する、十分に低硬度な発泡ゴムローラを得ることができた。
【００２９】
〔実施例２〜３及び比較例１〜３〕
表１に示す組成に調製した未加硫のゴム組成物に対し、実施例１と同様にして導電性発泡ゴムローラを作成した。実施例２〜３に示す製造方法により微細なセルと高い発泡倍率を有する、十分に低硬度な発泡ゴムローラを得ることができた。しかし比較例１のようにゴム組成物の１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３５未満のもの、および比較例２のように化学発泡剤の平均粒子径が１０μｍを超えるものでは十分に微細なセルと発泡倍率を有する発泡ゴムローラを得ることができなかった。さらに比較例３ではカーボンブラックを増量してプロセスオイル減量することによりゴム組成物の１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が８０を超えるよう調整を試みた。このときのイオウ、加硫促進剤及び化学発泡剤を添加する前のゴム組成物の１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ１＋４）は８４であったが、その後のロール機による混練り作業が困難であったため試験を途中で中止した。
【００３０】
【表１】
2004340291.tif 000002
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、画像不良の発生を抑制しうる、微細なセルを有し、かつ発泡倍率の高い発泡体で構成される、十分に低硬度の発泡ゴムローラを得ることができる。