JP2001114926A - 連通気泡構造を有する発泡体の製造方法 - Google Patents

連通気泡構造を有する発泡体の製造方法

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JP2001114926A JP29176799A JP29176799A JP2001114926A JP 2001114926 A JP2001114926 A JP 2001114926A JP 29176799 A JP29176799 A JP 29176799A JP 29176799 A JP29176799 A JP 29176799A JP 2001114926 A JP2001114926 A JP 2001114926A
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Toshiyuki Osaki
俊行 大崎
Tsutomu Yamada
力 山田
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/56After-treatment of articles, e.g. for altering the shape
    • B29C44/5627After-treatment of articles, e.g. for altering the shape by mechanical deformation, e.g. crushing, embossing, stretching
    • B29C44/5663After-treatment of articles, e.g. for altering the shape by mechanical deformation, e.g. crushing, embossing, stretching by perforating the foam, e.g. to open the cells

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な手法で効率良く低硬度化と形状回復性
にすぐれた発泡体を製造する方法を提供すること。 【解決手段】 独立気泡を有する発泡体、例えば導電性
ローラを、多数の針を具備した治具を用いて穿孔するこ
とによって連通気泡構造を有する発泡体(導電性ロー
ラ)を製造する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連通気泡構造を有
する発泡体の製造方法に関し、詳しくは、本発明は、連
通気泡を有し、低硬度でしかも圧縮後の形状回復性にす
ぐれ、複写機,レーザープリンタ,ファクシミリ等の電
子写真装置や静電記録装置、さらには自動車部品などに
おいて広く使用される発泡体、特に導電性ローラを効率
よく製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複写機,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において使用さ
れる導電性ローラ等の発泡体は、高品位画像を得るため
に、通常は適当な導電性を有する低硬度のゴム組成物が
使用されている。そして、この導電性並びに低硬度を達
成するためには、導電剤と分解性発泡剤を含むゴム組成
物を金型の凹部に充填し、これを加圧条件下で発泡剤の
分解温度以上の温度で加熱し、発泡及び加硫反応を終了
させた後、圧力を開放して発泡させる所謂加圧発泡を行
うのが一般的である。しかしながら、上記加圧発泡法で
製造された発泡体は、その気泡形態が独立気泡であるた
め、硬度が大きく、しかも圧縮後の形状回復が悪いとい
う問題があった。そして、このような問題を解決するた
めに、従来、この独立気泡を二本の平行なロールに通し
て破壊して連通気泡とすることが行われている(特開平
8−27300号公報)。しかし、上記手法は、気泡が
例えば300μm前後の比較的大きい場合には有効であ
るが、気泡がより小さい場合には、連通化が困難であっ
た。そして、最近の発泡体の導電性ローラの気泡(気
孔)は、より高品位画像が要求されるために、一層微細
化してきており、上記手法では連通化が著しく困難にな
っており、導電性ローラの低硬度化並びに形状回復性の
確保がますます難しくなってきているのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そのため、微細かつ緻
密な独立気泡を有する発泡体において、その独立気泡を
連通化することによって、低硬度化と形状回復性のすぐ
れた発泡体を簡単な手法で効率良く製造する方法が望ま
れている。本発明は、このような事情に鑑みてなされた
ものであり、簡単な工程で所望する連通気泡構造を有す
る発泡体を効率よく製造する方法を提供することを目的
とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、簡単な器具
と簡単な工程で所望する連通気泡構造を有する発泡体を
製造する方法を開発すべく鋭意研究を重ねたところ、発
泡体材料を金型に仕込み、加熱下で加硫を行った後に脱
型して得られた発泡体を、脱型直後のできるだけ早い時
期に、針を備えた治具によって穿孔することによって、
目的とする性状を有する発泡体が得られることを見出し
た。本発明は、かかる知見に基いて完成したものであ
る。すなわち本発明は、独立気泡を有する発泡体を、多
数の針を具備した治具を用いて穿孔することを特徴とす
る連通気泡構造を有する発泡体の製造方法を提供するも
のである。また、本発明は、この方法で得られた連通気
泡構造を有する発泡体からなる導電性ローラを装着した
ことを特徴とする画像形成装置をも提供するものであ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の方法の対象となる独立気
泡を有する発泡体は、様々なものがあるが、通常はカー
ボンブラック,金属酸化物,イオン導電剤などにより導
電性を付与し、さらに発泡剤を含有するNBR(アクリ
ロニトリルブタジエンゴム),EPDM(エチレンプロ
ピレンジエンゴム),シリコーンゴム,ポリウレタンな
どの高分子エラストマーやフォームなどを材料として形
成される。また所望に応じて加硫剤,加硫促進剤,可塑
剤,補強剤,着色剤,老化防止剤等を加えることもでき
る。このような発泡体の材料を十分に混練した後、金型
あるいはシャフトを配設した金型に注入し、型の蓋を締
めた後、一定時間加熱してから脱型することにより、発
泡体(特に導電性ローラ)が得られる。なお、その後、
所望により上記シャフトを除去して、代わりに支持用シ
ャフトを挿入してもよい。なお、金型の形状によって
は、ローラ状に限らず、シート状さらには各種形状の発
泡体を得ることもでき、このような形状の発泡体にも本
発明の方法を適用することができる。
【0006】ここで得られる発泡体は、独立気泡、特に
微細な独立気泡(好ましくは平均径50〜300μm)
を有するものであり、そのままでは硬度が高くしかも形
状回復性も不十分であるため、本発明においては、この
発泡体に針を刺し込んでその独立気泡を破壊して連通化
するものである。この連通化に用いられる器具として
は、多数の針を具備した治具であればその形態等は特に
制限されないが、例えば図1に示されるような多数の針
4を列設させた治具3を挙げることができる。この治具
における針の直径は、各種の状況により適宜定めればよ
いが、通常は300μm以下、特に250〜150μm
程度が好適である。治具に装備する針は、一列乃至数列
にわたって等間隔に設ければよい。例えば数列にわたっ
て設ける場合は、各列で同じ位置に針を設けてもよく、
また交互の位置(所謂千鳥状)に針を設けてもよい。治
具における針の温度の目安は、針を刺し込んで穿孔する
発泡体の温度と同程度とすべきであり、具体的には50
〜180℃の範囲で適宜選定すればよい。なお、上記治
具3に針を加熱する機構を設けてもよい(図示せず)。
【0007】本発明の方法を行うにあたっては、対象と
する発泡体を50〜180℃程度の温度に保持すること
が好ましく、できれば発泡直後(脱型直後)の発泡体を
穿孔することが好ましい。また穿孔は、発泡体表面に均
一に行うべきであり、そのためには、治具に等間隔に多
数の針を列設させるとともに、発泡体表面の穿孔位置に
も留意すべきである。発泡体表面に均一に穿孔を行うに
あたっては、例えばローラ状の発泡体の場合、この発泡
体を回転可能になるようにセットすると共に、多数の針
を具備した治具をその針が発泡体に挿入できる位置に進
退自在に取り付け、発泡体を治具で穿孔する操作と発泡
体を回転する操作を交互に行えばよい。つまり、まず発
泡体に治具の針を挿入して穿孔した後、一旦治具を後退
させて針を発泡体から抜き出し、その状態で発泡体を、
例えばステップモータで所定角度回転させて穿孔されて
いない表面を治具に対向させ、しかる後に治具を前進さ
せて(即ち発泡体に近づけて)針を発泡体に挿入すると
いう操作を繰り返し行えばよい。上記操作は、治具1個
で行ってもよいが、2個あるいはそれ以上の治具を、発
泡体を包囲するように設けて行えば、一層効率よく発泡
体の穿孔ができる。また、発泡体に治具の針を挿入させ
るにあたって、その挿入深度や方向は、状況に応じて適
宜定めればよいが、例えばローラ状の発泡体、特に軸心
にシャフトを有するローラ状発泡体(導電性ローラな
ど)の場合、シャフトに達する程に深く、またシャフト
に対して放射状(ローラの半径方向)あるいはそれに近
い方向に針を挿入させて、穿孔を行うことが所望の性質
を有する発泡体を得る上で効果的である。また、発泡体
の穿孔の密度や分布状態は、均一であることと、独立気
泡を十分に連通化できる程度であれば、特に制限はない
が、その目安としては、発泡体表面における穿孔数密度
が、100〜1200個/cm2 、特に300〜100
0個/cm2 となるような範囲で選定することが好まし
い。
【0008】このようにして製造される発泡体は、独立
気泡の少なくとも一部分が破壊されて連通気泡構造を有
するものとなっている。特に得られる発泡体の密度が高
密度、例えば0.2〜0.5g/cm3 のものは、本発明の
方法を適用する前に比べて低硬度化が進み、しかも形状
回復性が大きく改善されたものとなる。なお、本発明の
方法によって得られた連通気泡構造を有する発泡体は、
その用途については特に制限はないが、例えば帯電用部
材,現像用部材,転写用部材,トナー供給用部材及びク
リーニング用部材など、さらには各種自動車部材などと
して利用することができる。また、本発明の画像形成装
置は、上記の本発明の方法によって得られた連通気泡構
造を有する発泡体のうちの導電性を有するローラ状のも
の、即ち導電性ローラを導電性部材、具体的には帯電用
部材,現像用部材,転写用部材,トナー供給用部材及び
クリーニング用部材などとして装着してなるものであ
る。次に、上記導電性ローラを、転写用部材として画像
形成装置に装着した例について説明する。図2は本発明
の方法で得られた導電性ローラ(転写用部材)を用いた
画像形成装置における転写装置の一例を示す説明図であ
って、シャフト(図示せず)を具備した導電性ローラ
(転写用部材)1を画像形成体(感光体)5に紙などの
記録媒体(転写材)6を介して当接させ、該導電性ロー
ラ(転写用部材)1と画像形成体(感光体)5との間
に、電源7により電圧を印加して両者間に電界を発生さ
せることによって、画像形成体5上のトナー(現像材)
を記録媒体6に転写するものである。
【0009】
【実施例】続いて、本発明を実施例により更に詳しく説
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。 実施例1 第1表に示す成分組成の材料をニーダーで混練してから
チューブ状に押し出し、これの中心部にダミーシャフト
(直径4mm)を挿入したものを金型に仕込み、170
℃で18分間加熱して加硫を行い、その後脱型して発泡
させ、速やかにダミーシャフトを除去して、代わりに1
70℃に予熱しておいた支持用シャフトを挿入して発泡
体(導電性ローラ)を得た。次に、図1に示すような連
通化装置に、この発泡体(導電性ローラ)1を回転自在
にセットし、一方、その発泡体1を挟み込むような位置
に二個の治具3を多数の針4が発泡体に対向するように
近接させた。ここで針4の径は200μmであり、針の
温度及び発泡体の温度は、共に160℃である。続い
て、図1に示す状態でまず治具3を発泡体1の方向へ動
かし、針4を発泡体1に突き刺して穿孔を行い、その後
治具3を後退させて針4を発泡体1から抜き取り、しか
る後に発泡体1を穿孔されていない表面が針4に対向す
る位置まで回転させ、そこで更に治具3を発泡体1方向
へ前進させて針4による穿孔を行い、この操作を繰り返
し行い、表面における穿孔数密度が625個/cm2
あって均一に穿孔された発泡体を得た。上記の連通化処
理を行った後、発泡体から支持用シャフトを取り外し、
接着剤を塗布した本シャフトを装着し、さらに形状安定
化のために、180℃で1時間加熱して後加硫を行っ
た。その後室温に放置後、ローラ直径16mmになるよ
うに研磨した。研磨後の発泡体(導電性ローラ)の気泡
(気孔)径を光学顕微鏡で評価した結果、約75μmで
あり、またこの発泡体の密度は0.40g/cm3 であっ
た。さらに、上記研磨後の導電性ローラについて、硬度
及び形状回復性を評価した。また、このローラと同一条
件で作製した発泡シートについて通気性の評価も行っ
た。結果を第1表に示す。
【0010】比較例1 上記実施例1において、連通化処理を行わなかったこと
以外は、実施例1と同様の操作を行って発泡体(導電性
ローラ)を得、この発泡体(導電性ローラ)について硬
度及び形状回復性を評価し、またこれと同じ条件で作製
した発泡シートについて通気性の評価も行った。結果を
第1表に示す。
【0011】
【表1】
【0012】(注)*1:硬度は、アスカーC硬度計
(高分子計器(株)製)により測定した。 *2:形状回復性は、直径16mmのローラを11mm
まで圧縮して(発泡体としては50%圧縮)70℃のギ
アーオーブンに入れて22時間放置した後、30分後の
回復性(ローラ直径)を測定した。 *3:通気性は、JIS L1096に準拠した通気性
試験法により測定した。なお、試料はローラ作製条件と
同一条件で作製したシート状発泡体を使用した。
【0013】
【発明の効果】本発明の方法によって得られた発泡体
は、連通気泡を有すると共に、低硬度でしかも圧縮後の
形状回復性にすぐれ、しかもその形態(特にローラ状の
場合はローラ径)が温度によって変化せず安定であるた
め、電子写真装置や静電記録装置の各部材として、さら
には自動車部品などにおいて幅広くかつ有効に利用され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方法に使用する連通化装置の一例を
示す説明図である。
【図2】 本発明の方法で得られた発泡体(導電性ロー
ラ)を用いた画像形成装置における転写装置の一例を示
す説明図である。
【符号の説明】
1:発泡体(導電性ローラ) 2:シャフト 3:治具 4:針 5:画像形成体(感光体) 6:記録媒体(転写材) 7:電源

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 独立気泡を有する発泡体を、多数の針を
    具備した治具を用いて穿孔することを特徴とする連通気
    泡構造を有する発泡体の製造方法。
  2. 【請求項2】 発泡体が、ローラ状のものである請求項
    1記載の方法。
  3. 【請求項3】 連通気泡構造を有する発泡体が、密度0.
    2〜0.5g/cm3のものである請求項1又は2記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 発泡体が、導電性発泡体である請求項1
    又は3記載の方法。
  5. 【請求項5】 発泡体が、導電性ローラである請求項1
    又は3記載の方法。
  6. 【請求項6】 発泡体を治具で穿孔する操作と発泡体を
    回転する操作を交互に行うことにより、発泡体を均一に
    穿孔する請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 穿孔される発泡体の温度が、50〜18
    0℃である請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 穿孔される発泡体が、発泡直後のもので
    ある請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項9】 発泡体表面における穿孔数密度が、10
    0〜1200個/cm2 である請求項1〜8のいずれか
    に記載の方法。
  10. 【請求項10】 治具における針の温度が、50〜18
    0℃である請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項11】 治具における針が、直径300μm以
    下のものである請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項12】 請求項5記載の導電性ローラを装着し
    たことを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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