导电性橡胶构件制造技术

本发明专利技术提供电阻值低且环境特性或耐污染性优异的导电性橡胶构件。该导电性橡胶构件含有导电性弹性层，该导电性弹性层是将至少含有以表氯醇系橡胶为主体的橡胶基材、和作为硫化剂的硫脲系硫化剂和秋兰姆系硫化剂，且不含硫的橡胶组合物固化、成型而得到的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的橡胶基材是以表氯醇系橡胶为主体的基材。表氯醇系橡胶优选为表氯醇与选自氧化烯和烯丙基缩水甘油基醚的至少一种的共聚物，具体来说，优选为选自表氯醇-氧化乙烯共聚物、表氯醇-烯丙基缩水甘油基醚共聚物、表氯醇-氧化乙烯-烯丙基缩水甘油基醚三元共聚物或其衍生物的至少一种。需要说明的是，它们当然可以结合使用。在使用三元系作为表氯醇系橡胶时，可能由于秋兰姆系硫化剂释放的硫与表氯醇系橡胶的碳-碳双键发生反应、形成硫交联，因此可形成耐污染性特别优异的导电性橡胶构件。另外，使用二元系时，比使用三元系时可获得电阻值更低的导电性橡胶构件。 橡胶基材只要是以上述表氯醇系橡胶为主体的基材即可，也可以适当掺混其它橡胶材料。可掺混的橡胶基材例如有表氯醇均聚物、聚氨酯、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、苯乙烯橡胶(SBR)等。 硫脲系硫化剂具体例子有乙烯硫脲、二乙基硫脲、二丁基硫脲、二苯基硫脲、三甲基硫脲等，乙烯硫脲或三甲基硫脲等的分子量较小、反应性高，因此特别优选。这是由于在需要引发表氯醇系橡胶的氯时，会产生氯离子、氯化物离子。 秋兰姆系硫化剂例如有TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)、TETD(二硫化四乙基秋兰姆)、TBTD(二硫化四丁基秋兰姆)、DPTT(四硫化双亚戊基秋兰姆)、TBZTD(二硫化四苄基秋兰姆)等。虽然硫渗出的可能性高，但在使电阻值降低的方面优选分子量较小的秋兰姆系硫化剂，特别优选TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)和TETD(二硫化四乙基秋兰姆)。 此外，还可以配合二硫代氨基甲酸盐系硫化剂来代替秋兰姆系硫化剂。二硫代氨基甲酸盐系硫化剂是与秋兰姆系硫化剂的反应残余物具有相同结构的金属盐，与使用秋兰姆系硫化剂的情形同样，可与橡胶分子结合形成侧基(ペンダント)，或者与由表氯醇系橡胶释放的氯形成盐，因此可得到同样的效果。二硫代氨基甲酸盐系硫化剂例如有ZnMDC(二甲基二硫代氨基甲酸锌)、ZnEDC(二乙基二硫代氨基甲酸锌)、CuMDC(二甲基二硫代氨基甲酸铜)、NaEDC(二乙基二硫代氨基甲酸钠)等。 另外，还可以将二硫代氨基甲酸盐系硫化剂与秋兰姆系硫化剂结合使用。 相对于100质量份橡胶基材，优选使硫脲系硫化剂为0.3～5质量份、秋兰姆系硫化剂和二硫代氨基甲酸盐系硫化剂的总量为0.1～5质量份加以配合。另外，硫脲硫化剂、与秋兰姆系硫化剂和二硫代氨基甲酸盐系硫化剂总量的配合比例例如优选使质量比为5∶1～1∶1。 所涉及的橡胶组合物中优选含有锌白。这是由于该含有锌白的橡胶组合物可以降低压缩永久变形，同时可以保持低电阻。 所涉及的橡胶组合物中优选含有二硫化吗啉。这是由于该含有二硫化吗啉的橡胶组合物可以降低压缩永久变形，同时使研磨加工等加工成型性变得良好。 另外，橡胶组合物中优选含有三嗪化合物，具体例子有2，3，6-三巯基-S-三嗪等。通过含有三嗪化合物，可以使上述硫化得到促进，缩短硫化时间。 将上述橡胶组合物固化、成型而得到的导电性弹性层在NN环境(25℃、50％RH)下、在施加电压100V下测定的电阻值为5.0×104～5.0×107Ω，优选为5.0×104～5.0×106Ω。另外，该导电性弹性层在由LL环境(10℃，30％RH)变化为HH环境(35℃，85％RH)时，施加电压100V下测定的电阻值(Ω)的变化为1.5数量级以下。 本专利技术的导电性橡胶构件无需使用离子导电剂或碳黑等导电性付与材料，即可以形成低电阻值，也可以配合离子导电剂或碳黑等，来进一步降低电阻值。此时，通过在上述橡胶组合物中配合少量的离子导电剂或碳黑，电阻值更为降低。即，通过在本专利技术的橡胶组合物中配合比以往更少量的离子导电剂或碳黑，则导电性弹性层可获得所需电阻值。具体来说，相对于100质量份橡胶基材，以1质量份以下的配比配合离子导电剂，则电阻值进一步降低至半个数量级左右。 配合导电性付与材料时，优选各种碳黑，可以将金属粉末等电子导电性付与材料或离子导电付与材料或它们两者混合使用。离子导电付与材料例如有有机盐类、无机盐类、金属络合物、离子性液体等。有机盐类、无机盐类例如有高氯酸锂、季铵盐、三氟乙酸钠等。金属络合物例如有卤化乙二醇合铁(ハロゲン化第二鉄一エチレングリコ一ル)等，具体例子有日本特许第3655364号公报中所述的二甘醇氯化铁络合物等。另一方面，离子性液体是室温下为液体的熔融盐，也称为常温熔融盐，特别指熔点为70℃以下，优选为30℃以下的盐。具体来说，例如有日本特开2003-202722号公报中所述的1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-乙基咪唑鎓(三氟甲基磺酰基)酰亚胺等。 本专利技术的导电性橡胶构件中，导电性弹性层的表层部可以形成表面处理层，该表面处理层是使导电性弹性层的表层部含浸在至少含有异氰酸酯成分和有机溶剂的表面处理液中形成的。 其中，表面处理液是至少使异氰酸酯成分溶解于有机溶剂中而得到的。 表面处理液中所含的异氰酸酯成分例如有2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)和3，3-二甲基二苯基-4，4’-二异氰酸酯(TODI)等异氰酸酯化合物，以及上述的聚合物和改性物等。还可以例举含有多元醇和异氰酸酯的预聚物。 另外，表面处理液中可含有聚醚系聚合物。其中，聚醚系聚合物优选可溶解于有机溶剂，还优选具有活性氢、与异氰酸酯化合物反应并可化学键合。 具有活性氢的优选的聚醚系聚合物例如有表氯醇橡胶。其中所述的表氯醇橡胶是指未硫化状态的橡胶。表氯醇橡胶可以对表面处理层赋予导电性、同时赋予弹性，因此优选。需要说明的是，表氯醇橡胶末端具有活性氢(羟基)，还优选在单元中具有羟基、烯丙基等活性氢。需要说明的是，表氯醇橡胶例如有表氯醇均聚物、表氯醇-氧化乙烯共聚物、表氯醇-烯丙基缩水甘油基醚共聚物、表氯醇-氧化乙烯-烯丙基缩水甘油基醚三元共聚物或其衍生物等。 具有活性氢的其它优选的聚醚系聚合物例如有具有羟基或烯丙基的聚合物，例如多元醇、二醇等。比起两个末端具备具活性氢的基团，上述聚醚系聚合物更优选只在一个末端具备具活性氢的基团。还优选数均分子量为300～1000。这是由于可以对表面处理层赋予弹性。上述聚醚系聚合物例如有聚亚烷基二醇一甲醚、聚亚烷基二醇二甲醚、烯丙基化聚醚、聚亚烷基二醇型二元醇、聚亚烷基二醇型三元醇等。 如上所述，通过在表面处理液中添加聚醚系聚合物，可以提高表面处理层的柔软性或强度，其结果，无需担心所需辊的表面磨损，或者相接触的感光体表面划伤的情况。 另外，表面处理液中可以含有选自丙烯氟系聚合物和丙烯硅氧烷系聚合物的聚合物。 本专利技术的表面处理液中所使用的丙烯氟系聚合物和丙烯硅氧烷系聚合物可溶解于规定的溶剂中，可与异氰酸酯化合物反应、形成化学键合。丙烯氟系聚合物例如是具有羟基、烷基或羧基的溶剂可溶性的氟系聚合物，例如可以是丙烯酸酯与丙烯酸氟化烷基的嵌段共聚物或其衍生物等。另外，丙烯硅氧烷系聚合物是溶剂可溶性的有机硅系聚合物，例如可以是丙烯酸酯与丙烯酸硅氧烷酯的嵌段共聚物或其衍生物等。 此外，表面处理液中可以进一步添加乙炔黑、科琴黑、日本东海碳黑(TOKABLACK)等碳黑作为导电性付与材料。本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
导电性橡胶构件，其特征在于：所述导电性橡胶构件具备导电性弹性层，所述导电性弹性层是将含有以表氯醇系橡胶为主体的橡胶基材、和作为硫化剂的选自秋兰姆系硫化剂和二硫代氨基甲酸盐系硫化剂的至少一种及硫脲系硫化剂，且不含有硫的橡胶组合物固化、成型而得到的。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：星顺也，
申请(专利权)人：新智德株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]