導電性輥用交聯性橡膠組合物、導電性輥用橡膠交聯物、以及導電性輥的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及導電性輥用交聯性橡膠組合物、導電性輥用橡膠交聯物、以及導電性 輥。
【背景技術】
[0002] 打印機、電子照片復印機和傳真裝置等圖像形成裝置中的導電性機構使用了用于 使感光體鼓均勻帶電的帶電輥、用于運送調色劑的調色劑供給輥、用于使調色劑附著于感 光體的顯影輥、以及用于將調色劑像從感光體轉印至紙張的轉印輥等各種導電性輥。對于 這種導電性輥而言，根據其用途而要求各種性能。
[0003] 作為用于構成這種導電性輥的材料，已知有向橡膠成分中混煉炭黑而成的材 料。例如，專利文獻1中公開了如下橡膠組合物，其使用選自腈橡膠、表氯醇橡膠和氧化乙 烯-氧化丙烯-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物中的至少一種作為橡膠成分，并向這些橡膠 中配合有炭黑。然而，該專利文獻1的目的在于減小所得導電性輥的電阻值的變動量，其不 滿足導電性輥、尤其是帶電性輥的性能所要求的低硬度、低電阻值、且耐壓縮永久變形性中 的全部要求。另外，為了降低硬度，需要將導電性輥的橡膠層制成發(fā)泡體。
[0004] 現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :日本特開2008-216449號公報。

【發(fā)明內容】

[0005] 發(fā)明要解決的課題 本發(fā)明是鑒于這種實情而進行的，其目的在于，提供能夠賦予硬度低、體積電阻率值 低、且耐壓縮永久變形性優(yōu)異的橡膠交聯物的導電性輥用交聯性橡膠組合物。
[0006] 用于解決問題的手段 本發(fā)明人為了實現上述目的而進行了深入研究，結果發(fā)現：通過使用聚醚橡膠、固體腈 橡膠和液狀腈橡膠這3種成分作為橡膠成分并且向其中配合含硫交聯劑、二硫化物系交聯 促進劑和規(guī)定的導電性炭黑而得到的橡膠組合物，能夠實現上述目的，從而完成了本發(fā)明。
[0007] 即，根據本發(fā)明，提供導電性輥用交聯性橡膠組合物，其含有：聚醚橡膠、固體腈 橡膠、液狀腈橡膠、含硫交聯劑、二硫化物系交聯促進劑、以及平均一次粒徑為50nm以下且 BET比表面積為600m2/g以上的導電性炭黑。
[0008] 本發(fā)明的交聯性橡膠組合物中，優(yōu)選的是，前述聚醚橡膠含有：具有乙烯基的交聯 性環(huán)氧乙燒（oxirane)單體單元、氧化乙?。╡thylene oxide)單體單元、以及表鹵代醇單體 單元。
[0009] 本發(fā)明的交聯性橡膠組合物中，優(yōu)選的是，全部橡膠成分中的前述聚醚橡膠的含 有比率為19~90重量％、前述固體腈橡膠的含有比率為9~80重量％、前述液狀腈橡膠的含有 比率的含有比率為1~30重量％。
[0010] 本發(fā)明的交聯性橡膠組合物中，前述含硫交聯劑優(yōu)選為選自硫和具有嗎啉結構的 含硫化合物中的至少1種。
[0011] 本發(fā)明的交聯性橡膠組合物中，前述具有嗎啉結構的含硫化合物優(yōu)選為下述通式 (1)所示的化合物。
[0012] [化 1]
(上述通式（1)中，Y1為含有硫原子的2價基團）。
[0013] 本發(fā)明的交聯性橡膠組合物中，前述二硫化物系交聯促進劑優(yōu)選為選自秋蘭姆二 硫化物系交聯促進劑和噻唑二硫化物系交聯促進劑中的至少1種。
[0014] 另外，根據本發(fā)明，提供將上述記載的交聯性橡膠組合物進行交聯而成的導電性 輥用橡膠交聯物、以及具有該橡膠交聯物而成的導電性輥。
[0015] 發(fā)明的效果 根據本發(fā)明，可提供能夠賦予硬度低、體積電阻率值低、且耐壓縮永久變形性優(yōu)異的導 電性輥的導電性輥用交聯性橡膠組合物；以及將其交聯而成的導電性輥用橡膠交聯物；以 及具有該橡膠交聯物而成的導電性輥。
【具體實施方式】
[0016] 本發(fā)明的導電性輥用交聯性橡膠組合物的特征在于，其含有：聚醚橡膠、固體腈 橡膠、液狀腈橡膠、含硫交聯劑、二硫化物系交聯促進劑、以及平均一次粒徑為50nm以下且 BET比表面積為600m2/g以上的導電性炭黑。
[0017]〈聚醚橡膠〉 本發(fā)明中使用的聚醚橡膠只要是以將環(huán)氧乙烷單體進行開環(huán)聚合而得到的氧基亞烷 基重復單元作為主結構單元的橡膠就沒有特別限定。環(huán)氧乙烷單體的種類也沒有特別限 定，本發(fā)明所使用的聚醚橡膠中，從能夠與固體腈橡膠和液狀腈橡膠進行共交聯的觀點出 發(fā)，優(yōu)選的是，含有基于具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙烷單體的、具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙 燒單體單元。
[0018] 作為具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙烷單體的具體例，可列舉出乙烯基縮水甘油醚、 烯丙基縮水甘油醚、丁烯基縮水甘油醚、鄰烯丙基苯基縮水甘油醚等烯屬不飽和縮水甘油 醚類；丁二烯單環(huán)氧化物等二烯單環(huán)氧化物類；丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油 酯等烯屬不飽和羧酸的縮水甘油酯類等。這些之中，優(yōu)選為烯屬不飽和縮水甘油醚類，特別 優(yōu)選為烯丙基縮水甘油醚。這些具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙烷單體可以單獨使用1種，或 者組合使用2種以上。
[0019] 本發(fā)明所使用的聚醚橡膠中的、具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙烷單體單元的含有比 率在聚醚橡膠的全部單體單元中優(yōu)選為1~15摩爾％、更優(yōu)選為2~12摩爾％、進一步優(yōu)選為 3~10摩爾％。具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙烷單體單元的含有比率過少時，所得導電性輥用 橡膠交聯物（以下有時稱為"橡膠交聯物"。）的壓縮永久變形率有可能惡化，反之過多時，在 聚合反應中容易發(fā)生凝膠化反應等、成形加工性有可能降低。
[0020] 另外，本發(fā)明所使用的聚醚橡膠中，優(yōu)選的是，除了具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙烷 單體單元之外，還含有基于氧化乙稀單體的氧化乙稀單體單元。氧化乙稀單體單元的含有 比率在聚醚橡膠的全部單體單元中優(yōu)選為40~80摩爾％、更優(yōu)選為45~75摩爾％、進一步優(yōu) 選為50~70摩爾％。氧化乙烯單體單元的含有比率過少時，所得橡膠交聯物的體積電阻率 值有可能變高。另一方面，氧化乙烯單體單元的含有比率過多時，將所得橡膠交聯物用作導 電性輥時，有可能發(fā)生感光體污染。
[0021] 另外，本發(fā)明所使用的聚醚橡膠中，優(yōu)選的是，除了具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙烷 單體單元和氧化乙稀單體單元之外，還含有基于表鹵代醇單體的表鹵代醇單體單元。
[0022] 作為表鹵代醇單體的具體例，可列舉出表氯醇、表溴醇、表碘醇、表氟醇等。這些之 中，優(yōu)選為表氯醇。這些表鹵代醇單體可以單獨使用1種，或者組合使用2種以上。
[0023] 本發(fā)明所使用的聚醚橡膠中的表鹵代醇單體單元的含有比率在聚醚橡膠的全部 單體單元中優(yōu)選為5~59摩爾％、更優(yōu)選為13~53摩爾％、進一步優(yōu)選為20~47摩爾％。表鹵 代醇單體單元的含有比率過少時，將所得橡膠交聯物用作導電性輥時，有可能發(fā)生感光體 污染。另一方面，含有比率過多時，所得橡膠交聯物的體積電阻率值有時會上升。
[0024] 另外，本發(fā)明所使用的聚醚橡膠中，優(yōu)選的是，除了具有乙烯基的交聯性環(huán)氧乙烷 單體單元、氧化乙烯單體單元和表鹵代醇單體單元之外，還含有能夠與它們共聚的單體的 單元。
[0025] 作為可共聚的單體，可以使用例如氧化乙烯單體之外的亞烷基氧化物單體等。
[0026] 作為氧化乙烯單體之外的亞烷基氧化物單體的具體例，可列舉出氧化丙烯、 1，2-環(huán)氧基丁烷、1，2-環(huán)氧基異丁烷、2, 3-環(huán)氧基丁烷、1，2-環(huán)氧基己烷、1，2-環(huán)氧基辛 烷、1，2-環(huán)氧基癸烷、1，2-環(huán)氧基十四烷、1，2-環(huán)氧基十六烷、1，2-環(huán)氧基十八烷、1，2-環(huán) 氧基二十碳烷等鏈狀亞烷基氧化物；1，2-環(huán)氧基環(huán)戊烷、1，2-環(huán)氧基環(huán)己烷、1，2-環(huán)氧基 環(huán)十二碳烷等環(huán)狀亞烷基氧化物等。這些可共聚的單體可以單獨使用1種，或者組合使用 2種以上。
[0027] 本發(fā)明所使用的聚醚橡膠中的這些可共聚的單體單元的含有比率在聚醚橡膠的 全部單體單元中優(yōu)選為30摩爾％以下、更優(yōu)選為20摩爾％以下、進一步優(yōu)選為10摩爾％ 以下。這些單體單元的含有比率過多時，所得橡膠交聯物的體積電阻率值有可能變大。
[0028] 本發(fā)明所使用的聚醚橡膠例如可以通過溶液聚合法或溶劑漿料聚合法等將上述 各單體進行開環(huán)聚合而得到。
[0029] 作為聚合中使用的聚合催化劑，只要是一般的聚醚聚合用催化劑，就沒有特別限 定。作為聚合催化劑，可列舉出例如如下催化劑：使水和乙酰丙酮與有機鋁反應而得到的 催化劑（日本特公昭35-15797號公報);使磷酸和三乙胺與三異丁基鋁反應而得到的催化劑 (日本特公昭46-27534號公報）;使二氮雜雙環(huán)十一碳烯的有機酸鹽和磷酸與三異丁基鋁反 應而得到的催化劑（日本特公昭56-51171號公報);使烷醇鋁的部分水解物與有機鋅化合物 反應而得到的催化劑（日本特公昭43-2945號公報）；使有機鋅化合物與多元醇反應而得到 的催化劑（日本特公昭45-7751號公報);使二烷基鋅與水反應而得到的催化劑（日本特公昭 36-3394號公報);使三丁基氯化錫與磷酸三丁酯反應而得到的催化劑（日本專利第3223978 號公報）等。
[0030] 作為聚合溶劑，只要是不活性溶劑就沒有特別限定，可以使用例如苯、甲苯等芳香 族烴類；正戊烷、正己烷等直鏈狀飽和烴類；環(huán)戊烷、環(huán)己烷等環(huán)狀飽和烴類等。這些之中， 利用溶液聚合法進行開環(huán)聚合時，從聚醚橡膠的溶解性的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用芳香族烴類， 更優(yōu)選為甲苯。
[0031] 聚合反應溫度優(yōu)選為20~150°C、更優(yōu)選為50~130°C。聚合方式可以以間歇式、半 間歇式、連續(xù)式等任意方法來進行。
[0032] 聚醚橡膠可以是嵌段共聚、無規(guī)共聚中的任意共聚類型，尤其是使用氧化乙烯作 為單體時，無規(guī)共聚物會進一步降低聚氧化乙烯的結晶性、難以損害橡膠彈性，故而優(yōu)選。
[0033] 將聚醚橡膠從溶劑中回收的方法通過按照常規(guī)方法適當組合凝固·過濾·干燥方 法，從而能夠得到固體狀的聚醚橡膠。
[0034] 本發(fā)明所使用的聚醚橡膠的重均分子量以使用凝膠滲透色譜法的聚苯乙烯換算 計優(yōu)選為20萬~200萬、更優(yōu)選為50萬~150萬。重均分