[发明专利]导电性橡胶组合物、导电性聚合物的组合物、导电性硫化橡胶、导电性橡胶辊筒及导电性橡胶带

说明书

技术领域

本发明涉及导电性橡胶组合物、导电性聚合物的组合物、导电性硫化橡胶、导电性橡胶辊筒及导电性橡胶带。更具体涉及能够有效用于复印机和打印机等的带电辊筒、显像辊筒、油墨供给辊筒、复印辊筒、复印带等的上述导电性橡胶产品。

背景技术

用于复印机和打印机等的带电辊筒、显像辊筒、油墨供给辊筒、复印辊筒和复印带都必须具备适当的稳定的电阻值。

以往，赋予上述辊筒和橡胶带以导电性的方法包括采用在橡胶中混入了金属氧化物粉末和碳黑等导电性填充剂的电子导电性橡胶的方法；采用聚氨酯橡胶、丁腈橡胶(NBR)、表氯醇橡胶等离子导电性橡胶的方法。

采用上述混入了导电性填充剂的电子导电性橡胶的导电性辊筒或导电性橡胶带的电阻值依赖于施加的电压，存在不具备额定电阻值的问题。特别是使用碳黑为导电性填充剂的情况下，碳黑的添加量和橡胶的体积固有电阻间不存在稳定的关系，且碳黑的添加量发生极小的变化都会引发电阻值的剧烈变化，所以很难控制电阻值。

此外，导电性橡胶材料的体积固有电阻和成形为辊筒后的辊筒电阻值按照后述的定式换算，这些值根据辊筒(或橡胶带)的形状的变化而改变。

由于导电性填充剂很难在橡胶中均一分散，所以还存在辊筒和橡胶带的长度方向和宽度方向上的电阻值不均一的问题。而且，即使电阻值的差异减小，也依然存在μm级的微小范围内的电阻值差。由于上述原因，在数字化、色彩化等高画质技术日新月异的今天，就出现了用离子导电性橡胶代替电子导电性橡胶的趋势。

另一方面，上述离子导电性橡胶的导电剂为聚氧化乙烯等含有聚醚结构的导电性低聚物和导电性增塑剂(Mn都在10000以下)。但是，使用了上述导电剂的离子导电性橡胶存在容易污染感光体的问题。

除了以上所述，还有采用丁腈橡胶(NBR)和聚氨酯橡胶的方法，但所得橡胶材料的体积固有电阻值在10^9.6Ωcm(辊筒的电阻值为10^8.2Ω)以上，用于复印带和复印辊筒等着色品时，不能够适应低电阻值的要求。此外，NBR还存在耐臭氧性不佳的问题。

因此，提出了一般情况下单独使用表氯醇橡胶或与其他材料混合用于上述用途、部分带电辊筒、显像辊筒、油墨供给辊筒等方案。

此外，还尝试了在丁腈橡胶(NBR)、聚氨酯橡胶、表氯醇橡胶等离子导电性橡胶中混入高氯酸离子或氯化物离子的季铵盐来提高电离度，实现低电阻的方法。

例如，日本专利公开公报2000-17118号揭示了以含有丁腈橡胶和表氯醇橡胶等有机橡胶、碳黑、高氯酸的季铵盐等导电剂为特征的导电性聚合物的组合物，该组合物可减少电阻值的差异，以低硬度减少压缩永久变形。

此外，日本专利公开公报平9-132677号揭示了在丁腈橡胶、表氯醇橡胶等中混入高氯酸的季胺盐等获得的橡胶组合物，该橡胶组合物能够容易地赋予导电性，且电阻值易于控制。

日本专利公开公报2000-17118号的导电性聚合物的组合物虽然电阻值差异较小，能够减少压缩永久变形，但存在可能会污染感光体的问题。而且，使用高氯酸的季铵盐后组合物中含有氯，所以使用后在使用烧除处理、加热和剪断使之分解以进行循环时存在产生有毒的氯化氢气体或因处理条件的不同而产生二噁英的问题。

日本专利公开公报平9-132677号的橡胶组合物不仅不能够充分减少压缩永久变形，而且由于使用了高氯酸的季铵盐后组合物中含有氯，所以与上述同样，在使用后的烧除处理中，可能出现产生有毒的氯化氢气体和二噁英的问题。

作为离子导电性聚合物的表氯醇橡胶与氯丁二烯橡胶(CR)、氯化聚乙烯(CPE)、氯磺化聚乙烯(CSM)、氯乙烯(PVC)同样，聚合物组成中含有卤素之一的氯。因此，采用表氯醇橡胶为导电性聚合物时，与上述同样，可能会产生有毒的氯化氢气体或二噁英。

近年，环境问题正得到非常高的重视，有毒气体或二噁英的产生也成为很大的社会问题。因此，希望早日开发出烧除时不会产生有毒气体和二噁英的材料作为导电性聚合物的组合物等，并希望这种材料能够被循环利用。

此外，为了使体积固有电阻下降，在导电性聚合物的组合物等中混入高氯酸离子或氯化物离子等含有卤素(特别是氯)的季铵盐，或表氯醇橡胶等含有卤素(特别是氯)的导电性聚合物时，由于其中的氯等卤素部分会引发副反应，所以存在压缩永久变形明显劣化的问题。