JP2001356587A - 電子写真機器用ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】湿熱条件下での塗膜層の剥離等を防止すること
ができる電子写真機器用ロールを提供する。 【解決手段】軸体１の外周に、シリコーンゴムを主成分
とし、かつその外周面が活性化処理されているベースゴ
ム層２が形成され、このベースゴム層２の外周面に沿っ
て、下記の（Ａ）および（Ｂ）を含有するゴム組成物か
らなる塗膜層３が形成されている。 （Ａ）水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム。 （Ｂ）シランカップリング剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機，プリンタ
ー，ファクシミリ装置等の電子写真機器に用いられる、
現像ロール，帯電ロール，転写ロール等の電子写真機器
用ロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、現像ロール等の電子写真機器
用ロールとしては、例えば、軸体の外周にシリコーンゴ
ムを用いたベースゴム層が形成され、さらにこのベース
ゴム層の外周面に水素添加アクリロニトリル−ブタジエ
ンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）を用いた塗膜層が形成されたロー
ルが汎用されている。このようなロールは、シリコーン
ゴムを用いたベースゴム層の外周面にコロナ放電等の処
理を施し、その上にＨ−ＮＢＲを主成分とする塗膜層形
成材料を塗布することにより作製される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のロールにおけるベースゴム層と塗膜層との接着は、
ベースゴム層の活性化処理面と、Ｈ−ＮＢＲとの水素結
合的結合力によるものであるため、上記ロールを湿熱条
件下で長期にわたり放置すると、ベースゴム層と塗膜層
との層間接着力が低下し、プリンター等での使用の際に
塗膜層が剥がれる等の問題が生じる。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、湿熱条件下での塗膜層の剥離等を防止すること
ができる電子写真機器用ロールの提供をその目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子写真機器用ロールは、軸体の外周に、
シリコーンゴムを主成分とし、かつその外周面が活性化
処理されているベースゴム層が形成され、このベースゴ
ム層の外周面に沿って塗膜層が形成された電子写真機器
用ロールであって、上記塗膜層が、下記の（Ａ）および
（Ｂ）を含有するゴム組成物によって形成されていると
いう構成をとる。 （Ａ）水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム。 （Ｂ）シランカップリング剤。

【０００６】すなわち、本発明者らは、湿熱条件下での
塗膜層の剥離等が生じない電子写真機器用ロールを得る
べく、塗膜層形成材料を中心に鋭意研究を重ねた。その
結果、塗膜層形成材料として、水素添加アクリロニトリ
ル−ブタジエン系ゴム（Ａ）およびシランカップリング
剤（Ｂ）を含有するゴム組成物を用いると、このシラン
カップリング剤（Ｂ）が、ベースゴム層の活性化処理面
と、塗膜層とを共有結合的結合力で接着するようにな
り、ベースゴム層と塗膜層との層間接着力が湿熱条件下
で長期にわたり放置しても接着力が低下せず塗膜層の剥
離が生じないことを見出し、本発明に到達した。

【０００７】また、本発明において、「活性化処理」と
は、コロナ放電，プラズマ放電等によって、ベースゴム
層の外周面に化学変化等を生起させる処理のことをい
う。

【０００８】特に、上記シランカップリング剤（Ｂ）の
含有量が、水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴ
ム（Ａ）に対して所定の範囲に設定されると、塗膜層の
表面硬度を低く抑えることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００１０】本発明の電子写真機器用ロールは、例え
ば、図１に示すように、軸体１と、この軸体１の外周面
に沿って形成されるベースゴム層２と、このベースゴム
層２の外周面に形成される塗膜層３とを備えたものであ
る。そして、上記ベースゴム層２の外周面は、先に述べ
たような活性化処理がなされている。

【００１１】上記軸体１としては、特に限定されるもの
ではなく、例えば、金属製の芯金や、金属製の中空円筒
体が用いられる。そして、その金属材料としては、アル
ミニウム、ステンレス等があげられる。

【００１２】上記軸体１の外周面に形成されるベースゴ
ム層２の主成分であるシリコーンゴムとしては、特に限
定されるものではないが、ジメチルシリコーンポリマー
に架橋サイトとしてビニル基を付加したものに、ジメチ
ルシリコーンオイルを添加したものを用いることが好ま
しい。

【００１３】なお、本発明においてシリコーンゴムを主
成分とするとは、上記ベースゴム層２がシリコーンゴム
のみからなる場合も含む趣旨である。

【００１４】また、上記ベースゴム層２には、上記シリ
コーンゴムに加えてカーボンブラック等の導電剤を配合
することも可能である。

【００１５】上記ベースゴム層２の外周面に形成される
塗膜層３は、水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系
ゴム（Ａ）およびシランカップリング剤（Ｂ）を含有す
るゴム組成物によって形成されている。

【００１６】上記水素添加アクリロニトリル−ブタジエ
ン系ゴム（Ａ）は、ブタジエンとアクリロニトリルの乳
化重合により得られるアクリロニトリル−ブタジエン系
ゴムを、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノン等の溶剤に溶解し、Ｒ
ｈ、Ｐｄ、Ｐｔ等の貴金属触媒の存在下において水素付
加反応を行うことにより得られる。

【００１７】上記シランカップリング剤（Ｂ）は、特に
限定されるものではなく、例えば、メルカプト変性シラ
ンカップリング剤，エポキシ変性シランカップリング
剤，ビニル変性シランカップリング剤，グリシドキシ変
性シランカップリング剤，メタクリル変性シランカップ
リング剤，アミノ変性シランカップリング剤等があげら
れる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられ
る。これらのなかでも、導電性に影響を与えないという
点で、メルカプト変性シランカップリング剤が好適に用
いられる。

【００１８】上記メルカプト変性シランカップリング剤
としては、例えば、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン等があげられる。

【００１９】上記エポキシ変性シランカップリング剤と
しては、例えば、β−（３，４エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン等があげられる。

【００２０】上記ビニル変性シランカップリング剤とし
ては、例えば、ビニルトリクロロシラン，ビニルトリス
（βメトキシエトキシ）シラン，ビニルトリエトキシシ
ラン，ビニルトリメトキシシラン等があげられる。

【００２１】上記グリシドキシ変性シランカップリング
剤としては、例えば、γ−グリシジルオキシプロピルト
リメトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルメチルジ
エトキシシラン等があげられる。

【００２２】上記メタクリル変性シランカップリング剤
としては、例えば、γ−（メタクリロイルオキシプロピ
ル）トリメトキシシラン等があげられる。

【００２３】上記アミノ変性シランカップリング剤とし
ては、例えば、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン，Ｎ−β（アミノエチル）γ−
アミノプロピルメチルジメトキシシラン，γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン，Ｎ−フェニル−γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン等があげられる。

【００２４】上記シランカップリング剤（Ｂ）の配合割
合は、水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム
（Ａ）１００重量部（以下、「部」と略す）に対して
０．０１〜１５部の範囲に設定することが好ましい。よ
り好ましくは０．１〜５部の範囲である。すなわち、上
記シランカップリング剤（Ｂ）の含有量が０．０１部未
満では、シランカップリング剤（Ｂ）の効果が充分に発
揮されず湿熱条件下での長期放置により層間剥離を引き
起こしやすい傾向がみられ、逆に１５部を超えると、形
成される塗膜層３の硬度が高くなりすぎる傾向がみられ
るからである。

【００２５】なお、上記塗膜層３形成材料であるゴム組
成物には、上記（Ａ）および（Ｂ）に加えて、導電剤，
発泡剤，架橋剤，架橋促進剤，オイル等を適宜配合して
も差し支えない。

【００２６】本発明の電子写真機器用ロールは、例えば
つぎのようにして製造される。すなわち、まず、前記ベ
ースゴム層２形成材料用の各成分をニーダー等の混練機
で混練してベースゴム層２形成材料を調製し、これを、
図２に示すように、下蓋１５をセットした金属製の軸体
（芯金）１と円筒型１６との間の空隙部に注型する。つ
いで、上蓋１７を円筒型１６に外嵌し、このロール型全
体を加熱して上記ベースゴム層２形成材料を加硫した後
（１５０〜２２０℃×２０分）、ロール型から取り出し
て、ベースゴム層２を形成する。つづいて、ベースゴム
層２の外周面にコロナ放電処理を施し、活性化させる。
一方、水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム
（Ａ）、シランカップリング剤（Ｂ）および必要に応じ
て導電剤等の成分を配合し、これをニーダー等の混練機
で混練して、塗膜層形成材料（コーティング液）を調製
し、これを、上記処理がなされたベースゴム層２の外周
面に塗布した後、乾燥等を行うことによりベースゴム層
２の外周面に塗膜層３を形成する。このようにして、目
的とする２層構造の電子写真機器用ロールを得ることが
できる（図１参照）。

【００２７】なお、上記塗膜層３形成材料の塗布は、デ
ィッピング法、ロールコート法等によって行うことも可
能である。

【００２８】なお、上記活性化処理は、コロナ放電処理
に限定されるものではなく、例えばプラズマ放電処理に
よって行うことも可能である。

【００２９】このようにして得られた電子写真機器用ロ
ールは、ベースゴム層２の厚みが、通常、０．５〜１０
ｍｍであり、好ましくは１〜５ｍｍである。また、上記
塗膜層３の厚みは１〜１００μｍの範囲が好ましく、特
に好ましくは３〜３０μｍである。

【００３０】なお、本発明の電子写真機器用ロールは、
２層構造に限定されるものではなく、例えば塗膜層３の
外周面に表層を形成しても差し支えない。

【００３１】本発明の電子写真機器用ロールは、例えば
現像ロール，帯電ロール，転写ロール，給紙ロール等に
用いることができる。

【００３２】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００３３】

【実施例１】〔ベースゴム層形成材料の調製〕Ｘ−３４
−４２４ Ａ／Ｂ（シリコーンゴム、信越化学工業社
製）１００部と、Ｘ−３４−３８７ Ａ／Ｂ（シリコー
ンゴム、信越化学工業社製）１００部とを混合分散し
て、ベースゴム層形成材料を調製した。

【００３４】〔塗膜層形成材料の調製〕Ｈ−ＮＢＲ（ゼ
ットポール００２０、日本ゼオン社製）１００部と、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（Ａ１８９、
日本ユニカー社製）０．０１部と、ステアリン酸０．５
部と、亜鉛華（ＺｎＯ）５部と、ケッチェンブラック３
０部と、加硫促進剤（テトラメチルチウラムジスルフィ
ド）０．５部と、加硫促進剤（オルト−トリル−ビグア
ニジン）１部と、加硫剤（硫黄）０．５部とを混合分散
させて、塗膜層形成材料であるゴム組成物を調製した。

【００３５】〔ロ−ルの作製〕つぎに、軸体１としてＳ
ＵＳ３０３製芯金（直径１０ｍｍ）を準備し、この外周
面に接着剤を塗布したものを、ロール型内部にセット
し、上記軸体とロール型内周面の間の空隙部に上記ベー
スゴム層２形成材料であるコンパウンドを注型し（図２
参照）、加熱加硫（１８０℃×１時間）させた後、脱型
して、さらに２次加硫処理（２００℃×４時間）するこ
とにより軸体１の外周にベースゴム層２（厚み５ｍｍ）
を形成した。このようにして得られたベースゴム層２付
き軸体を上記金型から脱型し、上記ベースゴム層２外周
面に、高周波電源装置を用い、コロナ放電を発生させ、
電極との距離３ｍｍ、角度９０度にて１０秒間コロナ処
理を行った。そして、上記処理がなされたベースゴム層
２の外周面に、上記塗膜層形成材料からなるコーティン
グ液を塗布後、乾燥および加熱処理を行うことによりベ
ースゴム層の外周面に塗膜層３（厚み５μｍ）を形成
し、２層構造のロールを得た（図１参照）。

【００３６】

【実施例２】メルカプト変性シランカップリング剤の配
合割合を０．１部に変更する以外は実施例１と同様にし
て、塗膜層形成材料を調製した。そして、実施例１と同
様のベースゴム層形成材料を調製し、さらに実施例１と
同様の製法により、ロールを作製した。

【００３７】

【実施例３】メルカプト変性シランカップリング剤の配
合割合を１部に変更する以外は実施例１と同様にして、
塗膜層形成材料を調製した。そして、実施例１と同様の
ベースゴム層形成材料を調製し、さらに実施例１と同様
の製法により、ロールを作製した。

【００３８】

【実施例４】メルカプト変性シランカップリング剤の配
合割合を５部に変更する以外は実施例１と同様にして、
塗膜層形成材料を調製した。そして、実施例１と同様の
ベースゴム層形成材料を調製し、さらに実施例１と同様
の製法により、ロールを作製した。

【００３９】

【実施例５】メルカプト変性シランカップリング剤の配
合割合を１０部に変更する以外は実施例１と同様にし
て、塗膜層形成材料を調製した。そして、実施例１と同
様のベースゴム層形成材料を調製し、さらに実施例１と
同様の製法により、ロールを作製した。

【００４０】

【実施例６】メルカプト変性シランカップリング剤の配
合割合を１５部に変更する以外は実施例１と同様にし
て、塗膜層形成材料を調製した。そして、実施例１と同
様のベースゴム層形成材料を調製し、さらに実施例１と
同様の製法により、ロールを作製した。

【００４１】

【比較例】メルカプト変性シランカップリング剤を配合
しないこと以外は実施例１と同様にして、塗膜層形成材
料を調製した。そして、実施例１と同様のベースゴム層
形成材料を調製し、さらに実施例１と同様の製法によ
り、ロールを作製した。

【００４２】このようにして得られた各ロールについ
て、ベースゴム層と塗膜層との層間接着力および塗膜層
の表面硬度を下記の方法に従って測定し、評価した。そ
の結果を後記の表１に示した。

【００４３】〔層間接着力〕図３（ａ）に示すように、
ロールの塗膜層３に対し、その外周に沿って、破線Ｘで
示される幅２．５ｃｍの切り込みを入れ、さらに、上記
塗膜層３に対して芯金方向に切り込み（破線Ｙ）を入れ
て、そこから塗膜層３を少し剥がし、図３（ｂ）に示す
ように、剥がされた塗膜層３の端部をＡＧＳオートグラ
フ（シマヅ社製）で垂直に引き上げて（矢印Ｚ方向）、
その引張り強度を測定した。これを、湿熱条件に放置す
る前（初期）のロール、および湿熱条件（４０℃×８０
％ＲＨ）に１週間放置後のロールに対して、それぞれお
こなった。そして、引張り強度が５Ｎ以上のものを◎、
３Ｎ以上５Ｎ未満のものを○、１Ｎ以上３Ｎ未満のもの
を△、１Ｎ未満のものを×として表示した。

【００４４】〔表面硬度〕上記ロールに形成された塗膜
層３の表面硬度を、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１型（高
分子計器社製）を用いて測定し、評価した。すなわち、
ＭＤ−１が４５°未満のものを◎、４５°以上５０°未
満のものを○、５０°以上５５°未満のものを△、５５
°以上のものを×として表示した。

【００４５】

【表１】

【００４６】上記表１の結果から、全実施例品は、ベー
スゴム層２と塗膜層３との層間接着力に優れ、湿熱条件
下に放置したあとでも、その接着力は保持されていた。
また、塗膜層３の表面硬度も良好であった。これに対し
て、比較例品は、湿熱条件下に放置した後、層間剥離が
確認された。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、本発明の電子写真機器用
ロールは、塗膜層が水素添加アクリロニトリル−ブタジ
エン系ゴム（Ａ）およびシランカップリング剤（Ｂ）を
含有するゴム組成物を用いて形成されているため、この
シランカップリング剤（Ｂ）がベースゴム層の活性化処
理面と塗膜層とを共有結合的結合力で接着するようにな
る。そのため、上記ベースゴム層と塗膜層との層間接着
力が湿熱条件下でも保持され、剥がれや破れ等の発生を
防止できる。したがって、本発明の電子写真機器用ロー
ルを、例えば現像ロールとして電子写真複写機に組み込
み使用すると、湿熱条件下での長期間の使用において
も、画質の低下が防止され、高画質の複写画像が得られ
る。また、本発明の電子写真機器用ロールを、例えば船
内に積んで東南アジア等へ運搬する際、船内が湿熱条件
となることがあっても、層間剥離を生じることがない。

【００４８】特に、上記シランカップリング剤（Ｂ）の
含有量が、水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴ
ム（Ａ）に対して所定の範囲に設定されると、湿熱条件
下での層間接着力が充分得られることに加え、塗膜層の
表面硬度を低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真機器用ロールの一例を示す断
面図である。

【図２】本発明の電子写真機器用ロールの製法を示す説
明図である。

【図３】（ａ）はロールの側面図であり、（ｂ）はロー
ルの塗膜層の層間接着力の測定方法を説明するための模
式図である。

【符号の説明】

１ 軸体 ２ ベースゴム層 ３ 塗膜層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 均 愛知県小牧市東三丁目１番地 東海ゴム工 業株式会社内 (72)発明者 有村 昭二 愛知県小牧市東三丁目１番地 東海ゴム工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 2H032 AA05 BA23 2H077 AD06 FA12 FA22 GA02 3J103 AA02 AA14 AA51 BA41 EA20 FA10 FA12 FA14 FA18 GA02 GA52 GA57 GA58 GA60 GA74 HA03 HA04 HA05 HA15 HA33 HA37 HA53 HA54

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸体の外周に、シリコーンゴムを主成分
   とし、かつその外周面が活性化処理されているベースゴ
   ム層が形成され、このベースゴム層の外周面に沿って塗
   膜層が形成された電子写真機器用ロールであって、上記
   塗膜層が、下記の（Ａ）および（Ｂ）を含有するゴム組
   成物によって形成されていることを特徴とする電子写真
   機器用ロール。 （Ａ）水素添加アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム。 （Ｂ）シランカップリング剤。
2. 【請求項２】 上記（Ｂ）の含有量が、上記（Ａ）１０
   ０重量部に対して０．０１〜１５重量部の範囲に設定さ
   れている請求項１記載の電子写真機器用ロール。