(57)【要約】【課題】電子写真に用いる発泡ゴムローラは、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、より低比重で、発泡セルが緻密であることが望まれている。よって、割型を用いることなく一般的な加硫方法で成形できる、低比重で微細なセル径の発泡ゴムローラを提供する。【解決手段】少なくとも芯金の外周上に発泡ゴム層を有する発泡ゴムローラにおいて、該発泡ゴム層を形成するゴム組成物の１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が６０％以上であり、該ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対しアゾジカルボンアミドを１０〜５０質量部含有することを特徴とする発泡ゴムローラ。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも芯金の外周上に発泡ゴム層を有する発泡ゴムローラにおいて、該発泡ゴム層を形成するゴム組成物の１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が６０％以上であり、該ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対しアゾジカルボンアミドを１０〜５０質量部含有することを特徴とする発泡ゴムローラ。
【請求項２】
該アゾジカルボンアミドの平均粒子径が６〜２０μｍである請求項１に記載の発泡ゴムローラ。
【請求項３】
該発泡ゴムの比重が０．２０〜０．４０、かつ平均発泡セル径が６０〜１２０μｍ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】
該発泡ゴムが１５０℃〜１７０℃で発泡加硫させたものである請求項１〜３のいずれかに記載の発泡ゴムローラ。
【請求項５】
該発泡ゴムが加硫缶を用い、発泡加硫させたものである請求項１〜４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、低比重、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、より低比重で、発泡セルが緻密（微細セルで高発泡倍率）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。ゴム組成物としてエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、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）等のゴムにカーボンブラック等のフィラー類、発泡剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤等を加えたものを混練りしたものをチューブ状に押出した後、加硫缶やマイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）を用い発泡加硫した発泡ゴムチューブにあらかじめ接着剤を塗布した芯金を圧入し、さらに接着加硫を行い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る（例えば、特許文献１参照）。
【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】
一方、この問題を解決する方法として、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型内発泡の発泡ゴムローラが紹介されている（例えば、特許文献２参照）。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金型（割型）を用いて加圧加熱を行った後脱型することで微細セルで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）。
【０００６】
しかしながら、発泡ゴムローラを型内（割型）発泡法で作製する場合、二つの金型の合わせ目が存在する。化学発泡剤を含むゴム組成物を、このような割型を使用して発泡を行った場合、この合わせ目から該ゴム組成物の漏れ（パーティングライン）が生じ、脱型後の発泡ゴムには、この影響が現れ、例えば電気抵抗、硬度、気泡形状などにおいて、この割型合わせ面で異常が発生しやすい。したがって、これらの特性が均質であることが望まれる発泡ゴムローラにおいては、該特性の不均質化は大きな問題となる。
【０００７】
そこで、このような特性の不均質化を防止するために、従来（１）パーティングラインの影響が問題ないレベルまで削り込み（研削）量を予め見込んで、実際の製品より大きく作製する、（２）型への充填量を調整し、該ゴム組成物の漏れを防止する、（３）加圧力を大きくして、合わせ面からの該ゴム組成物の漏れを防止する、などの方法が一般的に単独で、あるいは組み合わされて行われている。
【０００８】
しかしながら、上記（１）の方法において、かなり削り込みを行わないと、該影響を除去できないため、材料のロスが大きく、経済的に不利となるのを免れない。また、（２）の方法においては、充填量のわずかの違いにより、発泡状態が異なる発泡ゴムが得られるため、その調製が困難である。さらに、（３）の方法は、設備が大型化、高額化するという問題がある。
【０００９】
この解決手段として割型の合わせ面の位置に相当する場所に、チューブ状ゴム組成物の長手方向に沿って帯状フィルムを貼付したものを割型キャビティ内にセットして加圧加硫する方法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【００１０】
しかしながら、この方法においてもチューブ状ゴム組成物の長手方向に沿って帯状フィルムを貼付する必要があり工程が複雑になるという問題がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平０６−２５６６５２号公報、ページ１  半導電性発泡弾性部材製造工程フローチャート
【特許文献２】
特開平０５−１１７４３４号公報、段落番号００１４〜００２２
【特許文献３】
特開２００１−１９２４９１公報、段落番号０００４〜０００８
【特許文献４】
特開２００１−１９４８６９公報、段落番号０００４〜０００９
【特許文献５】
特開２００２−１１５７１４公報、段落番号０００５〜００１３
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、割型を用いることなく一般的な加硫方法においても低比重で微細なセル径の発泡ゴムローラを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究した結果、ゴム組成物の１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が６０％以上であり、該ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対しアゾジカルボンアミドを１０〜５０質量部含有するゴム組成物を用いることにより、割型を用いない一般的な加硫方法においても低比重で微細なセルの発泡ゴムローラを得ることができることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１４】
すなわち、本発明は、少なくとも芯金の外周上に発泡ゴム層を有する発泡ゴムローラにおいて、該発泡ゴム層を形成するゴム組成物の１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が６０％以上であり、該ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対しアゾジカルボンアミドを１０〜５０質量部含有することを特徴とする発泡ゴムローラである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の発泡ゴムローラは、該発泡ゴムローラの発泡ゴム層を形成するゴム組成物の１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が６０％以上であり、該ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対しアゾジカルボンアミドを１０〜５０質量部含有することからなる。すなわち、本発明者等は、発泡反応の初期段階において加硫反応は６０％以上進行していることが望ましいことを見出した。
【００１６】
ゴム組成物の１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が６０％よりも小さいと、高発泡化（低比重化）した時のセル径が大きくなる。この理由としては、微細なセル径を得るためには、発泡反応が大幅に進行する（１０〜１００％）ときのゴム組成物の粘度を十分に高くする必要があり、このため発泡反応の初期段階にすでに加硫反応の半分以上に進行させておくと適正な粘度が得られる。好ましくは、１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が７０〜９５％である。しかし、加硫の進行％があまりにも高いと（９５％よりも高いと）発泡時に発泡ゴムが割れやすくなり、良品率が低下する恐れがある。
【００１７】
前述のごとく発泡反応の初期段階において加硫進行％は６０％以上とするゴム組成物を用いるため、含有される発泡剤は、分解温度が高く発泡反応が遅いアゾジカルボンアミドが適している。また、発泡反応が大幅に進行する（１０〜１００％）ときのゴム組成物の粘度が十分に高いため、アゾジカルボンアミドの添加量は一般的な発泡ゴム組成物よりも多く添加する必要がある。アゾジカルボンアミドの添加部数が１０質量部より少ないと発泡が不十分で低比重化ができず、５０質量部よりも多いと発泡ゴムが割れやすく良品を得ることができない。
【００１８】
また、アゾジカルボンアミドの平均粒子径は、比較的粒子径が大きい６〜２０μｍが好ましい。平均粒子径が６μｍよりも小さいと加硫速度の遅延効果が大きく、また、発泡反応の開始が速まり、ゴム組成物の１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が６０％以上が得づらくなる。アゾジカルボンアミドの平均粒子径が２０μｍよりも大きくなると粒子径分布が広くなり製造上の管理が難しくなるなどの理由から市販されているものが少なく現実的でない。また、該発泡ゴムは、比重０．２０〜０．４０、かつ平均発泡セル径が６０〜１２０μｍとなるように調整される。すなわち、低比重でかつ微細セルであるとはこの範疇にあることを意味する。
【００１９】
なお、本発明で使用するゴム組成物用の原料ゴムとしては、特に限定するものではなく、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、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）、エピクロルヒドリン系ゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）等の各種原料ゴムが使用できる。また、本発明で使用するゴム組成物用には、導電性、補強性あるいは加工性等や増量充填の目的から、ケッチェンブラック等の導電性カーボンブラック、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック、各種重質炭酸カルシウム、各種軽質炭酸カルシウム、クレー類、炭酸マグネシウム、シリカ、珪酸マグネシウム、タルク等の各種フィラー類が添加できる。フィラー類の添加量は、原料ゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部が好ましく、２０〜７０質量部が特に好ましい。また、加硫剤としては、種々ものを用いることができるが、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、原料ゴム１００質量部に対して０．５〜５質量部が好ましい。本発明に係る発泡ゴムには、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軟化剤、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】
該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、例えば次のようにして製造される。押出し機を用いて未加硫のゴム組成物をチューブ状に押出し、このチューブ状のゴム組成物を加熱することにより発泡ゴムチューブを得ることができる。
【００２１】
該発泡ゴムを得るための加熱方法は特に限定するもでなく、例えば、加硫缶、マイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）、熱風炉、流動床等が挙げられるが、加熱条件は、１５０〜１７０℃で発泡加硫させることが好ましい。加熱工程が１７０℃を超えると発泡が急激に発生し、発泡ゴムが割れやすく、良品率が低下する恐れがある。加熱工程が１５０℃未満であると、発泡するまでの時間が長くなり、生産性が悪くなるという問題がある。また、これらの加熱方法のなかでも微細セルで低比重な発泡ゴムが安定的に生産できるという点から、加硫缶を用いて加熱して発泡加硫させることが好ましい。次に、この発泡ゴムチューブにあらかじめ接着剤を塗布した芯金を圧入し、さらに接着加硫を行うことにより発泡ゴムローラを得ることができる。この後、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、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例により、なんら限定されるものではない。実施例および比較例に用いたゴム組成物の配合割合、各測定温度の加硫進行％、加熱条件および発泡ゴムローラの特性を表１に示した。なお、各例で得られた特性は、以下の方法に従って測定した。
【００２３】
〈加硫進行％〉発泡圧測定機能付き加硫試験機ＭＤＲ−２００Ｐ（アルファーテクノロジーズ社製）を用いて測定した。
【００２４】
〈比重〉発泡ゴムローラからゴム片を切断し比重測定機で測定した。
【００２５】
〈ローラ表面セル径〉ローラ表面をＣＣＤビデオカメラを用いて２００倍で写真撮影し、画像のセル径を測定した。
【００２６】
〈割れ〉発泡ゴムの表面を目視で観察し、発泡ゴム表面が割れているものを×、割れの発生がないものを○とした。
【００２７】
〔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
ＦＴ級カーボンブラック［商品名  旭＃１５  旭カーボン（株）製］２０質量部
ケッチェンブラック［商品名  ケッチェンブラック６００ＪＤ  ケッチェンブラックインターナショナル（株）製］                              １０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］                                                      ３０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］                                                        ２質量部
ジチオカルバミン酸亜鉛［商品名  ノクセラーＢＺ  大内振興化学工業（株）製］                                                                                                                            ２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
平均粒子径１２μｍのアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）［商品名  ビニホールＡＣ＃ＬＱ  永和化成工業（株）製］                            １５質量部
を混錬りしゴム組成物を作成した。
【００２８】
次に、φ４０ｍｍの押出し機を用いて前記のゴム組成物をチューブ状に押出した後、加硫缶にて１６０℃で３０分加熱し、外径１６ｃｍ、内径４．８ｃｍの発泡ゴムチューブを得た。このようにして得られた発泡ゴムチューブをあらかじめ接着剤を塗布した外径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの芯金に圧入し、さらに１６０℃で３０分の接着加硫を行うことにより発泡ゴムローラを得た後、研磨砥石ＧＣ８０を取り付け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φ１４ｍｍになるように研磨し、発泡ゴムローラを作成した。
【００２９】
〔実施例２〕
実施例１に対してゴム組成物のアゾジカルボンアミドの平均粒子径を７μｍのもの［商品名  ビニホールＡＣ＃３  永和化成工業（株）製］に変更した以外は実施例１と同様にして発泡ゴムローラを作成した。
【００３０】
〔実施例３〕
実施例１に対してゴム組成物のアゾジカルボンアミドを３０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして発泡ゴムローラを作成した。
【００３１】
〔実施例４〕
実施例１に対してゴム組成物のアゾジカルボンアミドを４０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして発泡ゴムローラを作成した。
〔比較例１〕
実施例１に対してゴム組成物のアゾジカルボンアミドを８質量部に変更した以外は実施例１と同様にして発泡ゴムローラを作成した。しかしながら、アゾジカルボンアミドの添加部数が少ないため、発泡が不十分で比重が０．４８となった。
【００３２】
〔比較例２〕
実施例１に対してゴム組成物のアゾジカルボンアミドを５５質量部に変更した以外は実施例１と同様にして発泡ゴムローラを作成した。しかしながら、アゾジカルボンアミドの添加部数が多いため、発泡ゴムが割れてしまい、良品を成形できなかった。
【００３３】
〔比較例３〕
実施例１に対してゴム組成物の発泡剤がｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼルスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）［商品名  ネオセルボン１０００Ｓ  永和化成工業（株）製］１５質量部とし、アゾジカルボンアミドを添加しなかった以外は実施例１と同様にして発泡ゴムローラを作成した。しかしながら、ＯＢＳＨは発泡反応の開始が速く、ゴム組成物の１５０〜１７０℃で測定した発泡圧の最大値を１００％とした際の該発泡圧が１０％に達した時、加硫完了を１００％とした加硫進行％が６０％以下となり、セル径が大きく、比重も０．４５であった。
【００３４】
【表１】
2004339404.tif 000002
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、割型を用いることなく一般的な加硫方法で、低比重で微細なセル径の発泡ゴムローラを得ることができる。さらに、本発明の発泡ゴムローラを電子写真に用いる帯電用、転写用等のローラに使用すれば、装置の高速化、良画質化が可能となり、本発明の工業的価値は非常に高い。