JP2004090430A - Method for manufacturing foam roller, foam roller and printed image forming device using that - Google Patents

Method for manufacturing foam roller, foam roller and printed image forming device using that Download PDF

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JP2004090430A
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Akira Kusano
草野 暁
Hiroshi Harashima
原島 寛
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Bridgestone Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a foam roller which can make a compact roller producing line without necessitating a long drying line and can manufacture a foam roller of a stabilized quality without impairing cost properties, productivity and quality properties, and to provide the foam roller and a printed image forming device using that. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the foam roller is provided by forming an elastic layer 2 and a solid layer 3 comprising at least one resin layers on an outer periphery of an axis 1. A molding process for integrally molding the elastic layer 2 on the outer periphery of the shaft 1 by injecting raw material components of the elastic layer 2 into a cylindrical mold 20 under a condition wherein the shaft 1 is provided by penetrating on a central line of a cylindrical mold 20, is included. In the molding process, the elastic layer 2 is formed by mixing and injecting two kinds of monomer components comprising the raw material components into the cylindrical mold 20 to be reacted by polymerization and simultaneously foamed. After the molding process, at least one layer of the resin layers is formed by coating an ultraviolet curing resin on the elastic layer 2 to be cured. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は発泡体ローラの製造方法、発泡体ローラおよびそれを用いた画像形成装置に関し、詳しくは、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真装置などにおいて好適に使用される発泡体ローラの製造方法、発泡体ローラおよびそれを用いた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置等の画像形成装置には、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、給紙ローラ、トナー供給ローラなどの各種ローラ部材として、高分子弾性部材を使用したローラ、特に、低硬度の高分子弾性フォームからなる弾性層を有する発泡体ローラが多く用いられている。かかる発泡体ローラに関しては、例えば、実開61−150370号公報、特公平5−20754号公報、特開平8−4749号公報、特開平9−305039号公報等において様々に改良が検討されてきている。
【0003】
ところが、低硬度の高分子弾性フォームからなる弾性層は摩擦係数が比較的大きいので、熱的、物理的にトナーが表面に付着しやすく、トナーフィルミングが生ずることにより十分な帯電性を得ることができなくなって、画出枚数の増加と共に画質が低下してしまうという問題がある。そのため、弾性層の表面にソリッド層を設けて摩擦係数を下げることが行われている。かかるソリッド層は、マシン寿命の延長に伴う表面強度の向上や表面平滑性の向上、表面への電気的な特性付与の観点からも、有効な手法であることが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このソリッド層を設ける方法としては、弾性層の成形後にチューブを被せる方法や、円筒状の型に予めチューブをセットしておき、弾性層およびソリッド層を一体的に成形する方法などがあるが、これらの方法は、▲1▼チューブを成形するための別工程が必要なこと、▲2▼弾性層の成形後にチューブを被せる方法では、チューブと弾性層との間の接着性等の技術課題の解決が別途必要なこと、▲3▼型内で一体成形する方法では、型構造が複雑化する上、しわが発生しやすいこと等、品質やコストの面で様々な問題があった。
【0005】
これらの問題を解決する方法としては、弾性層の成形後に表面塗装してソリッド層を設ける方法があるが、溶剤系または水系の塗料中にローラをディップまたはスプレーした後に熱または熱風で乾燥硬化するこれまでの表面塗装の方法では、以下のような問題があった。即ち、長時間の乾燥が必要であるので量産には長い乾燥ラインが必要となることや、その用途上ローラのソリッド層には微妙な導電性と表面状態が要求されるのに対し、乾燥ライン内の温度分布や風量のバラツキが性能に大きく影響してしまうことなど、コスト上や品質上における種々の問題を有するものであった。
【0006】
一方、従来より用いられているローラの効率的な製造方法としては、円筒状の型に軸をセットしておき、型内の空隙部にポリウレタンや他のエラストマー系樹脂、あるいはその発泡体等の基材原料を満たして、軸と基材とを一体で成形する方法がある。しかしこの方法は、キュア時間の関係で樹脂の注入から脱型までに概略10分以上の時間を要するので、生産タクト短縮のためには型数の増加が必要となり、即ち、コスト上昇を伴うものであった。
【0007】
このような問題を解決するために、ポリウレタン樹脂等を用い、その重合反応を利用することで反応性を上げて、脱型時間を短縮したいわゆるRIM(Reaction Injection Molding)成形技術が提案されている。しかし、RIM成形法を用いた場合であっても、一体成形された成形品を研削加工せずに使用する場合には、表面の強度や平滑性、耐汚染性等の確保のために表面の塗装が必須となり、溶剤の乾燥、キュアに時間がかかることから、生産性のよい工程にはなり得なかった。
【0008】
そこで本発明の目的は、従来のような長い乾燥ラインを必要とすることなく、よりコンパクトなローラ生産ラインにおいて、品質の安定した発泡体ローラを、コスト性や生産性、品質性を損なうことなく製造することのできる発泡体ローラの製造方法、発泡体ローラおよびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、上記ソリッド層に紫外線(UV)硬化型樹脂を適用して、これとRIM成形法を用いた一体成形の手法とを組み合わせることにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下のとおりである。
【0010】
(1)軸の外周に、発泡体層または発泡体層およびスキン層からなる弾性層と、1層以上の樹脂層からなるソリッド層とを形成する発泡体ローラの製造方法であって、前記弾性層の原料成分を、筒状型の中心線上に前記軸が貫設された状態にて該筒状型内に注入して、前記軸の外周に前記弾性層を一体的に形成する成形工程を含む発泡体ローラの製造方法において、
前記成形工程において、前記弾性層を、前記原料成分を構成する2種のモノマー成分を前記筒状型内に混合射出し、重合反応させると同時に発泡させて形成し、かつ、該成形工程後に、前記樹脂層のうち少なくとも1層を、紫外線硬化樹脂を前記弾性層上に塗布し、硬化させて形成することを特徴とする発泡体ローラの製造方法である。
【0011】
(2)前記(1)の製造方法において、前記発泡体層を、ポリウレタンフォームにより形成する製造方法である。
【0012】
(3)前記(1)または(2)の製造方法において、前記紫外線硬化型樹脂として、(メタ)アクリレート系紫外線硬化型樹脂組成物を用いる製造方法である。
【0013】
(4)前記(1)〜(3)のうちいずれかの製造方法において、前記弾性層または前記弾性層およびソリッド層に導電材を含有させる製造方法である。
【0014】
(5)前記(1)〜(4)のうちいずれかの製造方法において、前記ソリッド層を厚み1〜500μmにて形成する製造方法である。
【0015】
(6)前記(1)〜(5)のうちいずれかの製造方法により製造されたことを特徴とする発泡体ローラである。
【0016】
(7)前記(6)の発泡体ローラを装着してなることを特徴とする画像形成装置である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について詳細に説明する。
図2に示すように、本発明の発泡体ローラ10は、軸1の外周に、発泡体層を主体とする弾性層2と、1層以上の樹脂層からなるソリッド層3とを有しており、このうち弾性層2は、発泡体ローラ10の最終形状を形成する筒状型を用いて、軸1と一体的に形成されている。
【0018】
かかる軸1と弾性層2との一体成形においては、例えば、図1(イ)に示すような筒状型20を用いることができる。具体的には、図1(イ)に示すように、筒状型20の中心線上に軸1が貫設された状態で、弾性層2の原料成分を筒状型20内に注入し、筒状型20を密閉して(図1(ロ))、軸1の外周に弾性層2を一体的に形成する。
【0019】
本発明の製造方法では、軸1と弾性層2との一体化を行うための上記成形工程において、いわゆるRIM成形法を用いる。即ち、弾性層2の原料成分を構成する2種のモノマー成分を筒状型20内に混合射出して、重合反応させると同時に発泡させて、軸1と弾性層2とを一体化する。これにより原料の注入から脱型までの所要時間60秒程度で成形工程を行うことができるので、生産コストを大幅に削減することが可能となる。
【0020】
また、本発明においては、上記成形工程後に、ソリッド層3を構成する樹脂層のうち少なくとも1層を、紫外線硬化樹脂を弾性層2上に塗布し、硬化させることにより形成する。UV硬化樹脂は塗布後のUV照射によりごく短時間で硬化させることができるので、ソリッド層3の形成にUV硬化樹脂を用いることにより、従来のような長い乾燥ラインを用いない全く新しいコンパクトなローラ生産ラインを作ることができ、品質的に安定した発泡体ローラを効率よく大量生産することが可能となる。
【0021】
弾性層2を構成する発泡体層としては、ポリウレタンフォーム、シリコーンゴムフォーム、エチレンプロピレンゴムフォーム、アクリロニトリルブタジエンゴムフォーム、ポリウレタンゴムフォームなどが挙げられるが、このうちポリウレタンフォームが好ましい。この場合、弾性層2の原料成分としてはポリウレタン原料が用いられ、2種のモノマー成分は、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とで構成される。
【0022】
ポリウレタン原料を構成するポリイソシアネート成分としては、芳香族イソシアネートまたはその誘導体、脂肪族イソシアネートまたはその誘導体、脂環族イソシアネートまたはその誘導体が用いられる。これらの中でも、芳香族イソシアネートまたはその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネートまたはその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体が好適に用いられる。
【0023】
トリレンジイソシアネートまたはその誘導体としては、粗製トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物、これらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物等が用いられる。
【0024】
ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンまたはその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは2.05〜4.00、より好ましくは2.50〜3.50のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド/ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物なども用いることができる。また、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体をブレンドして用いることもできる。
【0025】
また、ポリウレタン原料を構成するポリオール成分としては、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸成分とグリコール成分とを縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。
【0026】
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとしては、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が2〜95重量%であることが好ましく、より好ましくは5〜90重量%である。また、末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましく用いられる。さらに、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの配列は、ランダムであることが好ましい。
【0027】
上記ポリエーテルポリオールの分子量は、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は2官能となり、重量平均分子量で300〜6000の範囲のものが好ましく、特には、400〜3000の範囲のものが好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は3官能となり、重量平均分子量で900〜9000の範囲のものが好ましく、特には、1500〜6000の範囲のものが好ましい。また、2官能のポリオールと3官能のポリオールとを適宜ブレンドして用いることもできる。
【0028】
ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得られ、重量平均分子量が400〜4000のもの、特には、650〜3000の範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。
【0029】
ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとをブレンドして用いることも好ましく、この場合、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとの比率が、重量比で95:5〜20:80の範囲になるように用いることが好ましく、特には、90:10〜50:50の範囲になるように用いることが好ましい。
【0030】
また、上記ポリオール成分とともに、各種ポリアミン、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やそれらの誘導体等を併用することができる。
【0031】
さらに、ポリオールをポリイソシアネートによりあらかじめプレポリマー化して用いてもよく、その方法としては、ポリオールとポリイソシアネートを適当な容器に入れ、十分に撹拌して、30〜90℃、より好ましくは40〜70℃に、6〜240時間、より好ましくは24〜72時間保温する方法が挙げられる。
【0032】
ポリウレタン原料の硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0033】
本発明の発泡体ローラにおいては導電性を付与する必要があり、発泡体原料に導電材を加える。導電材にはイオン導電材と電子導電材があり、発泡体原料に添加する導電材としては限定されるものではない。イオン導電材としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等のドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム等のオクタデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等のアンモニウムの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などの有機イオン導電材、リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などの無機イオン導電材が挙げられる。電子導電材としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンブラック;SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボンブラック;酸化カーボンブラック等のインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、グラファイト;酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物;ニッケル、銅等の金属;カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカーなどが挙げられる。上記導電材の添加により、本発明の発泡体ローラの体積固有抵抗を所望の範囲に調整することができる。また、イオン導電材と電子導電材とを併用して抵抗を調整してもよい。
【0034】
また、ポリウレタン原料等の発泡体原料には、上記導電材の他に無機炭酸塩等の充填材、シリコーン整泡剤や各種界面活性剤等の整泡剤、フェノールやフェニルアミン等の酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤などを添加することができる。
【0035】
シリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量350〜15000のジメチルポリシロキサン部分と分子量200〜4000のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。
【0036】
なお、シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、発泡体原料100重量部に対して0.1〜10重量部とすることが好ましく、0.5〜5重量部とすることがさらに好ましい。
【0037】
本発明の上記成形工程により形成される弾性層2は、▲1▼成形時にローラ表面にスキン層を同時に形成する所謂インテグラルスキンフォーム(発泡体層およびスキン層)と、▲2▼ローラ表面スキン層を形成しないタイプの成形品(発泡体層のみ)とがあるが、後者の成形品を用い、この表面にソリッド層3を塗布形成した場合、成形品の表面がポーラスになるために次に塗る塗膜の密着性が向上することと、基材スキンがないために製品の表面硬度が柔らかく仕上がり、トナーに対するストレスが軽減され、また、OPCドラム等に接触する場合に曲面へのフィット性がよくなるため、性能的に有利である。なお、前者の方法により得られる弾性層2のスキン層を研磨加工により除去して用いることも可能である。
【0038】
従って、ソリッド層3は、弾性層2の発泡体層上か、または、発泡体層表面に形成されたスキン層上に塗布形成される。前述したように、ソリッド層3は1層以上の樹脂層からなるものであるが、かかる樹脂層のうち少なくとも1層をUV硬化樹脂を用いて塗布形成すれば、本発明の所期の効果を得ることができる。
【0039】
ソリッド層の厚みは、表面の強度向上を目的とする場合には、10〜500μm、好ましくは50〜300μmとすることが適当であり、表面(界面)の電気的物性やトナー付着防止等の物理的性質の改良を目的とするような場合には、1〜50μm、好ましくは3〜30μmとすることが適当である。
【0040】
紫外線硬化型の樹脂としては、特に限定されるものではないが、(メタ)アクリレートオリゴマーと紫外線重合開始剤とを含む(メタ)アクリレート系紫外線硬化型樹脂組成物が好適である。
【0041】
かかる(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、例えば、エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマー、ウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマー、エーテル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート系(メタ)アクリレートオリゴマー等、また、フッ素系、シリコーン系のアクリルオリゴマーなどを挙げることができる。
【0042】
上記(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、(メタ)アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物および水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
【0043】
エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸の反応生成物が好ましい。
【0044】
また、ウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。ポリオールおよびイソシアネート化合物としては、発泡体原料としてのポリウレタンフォーム原料を構成するとして例示したのと同様のものが使用できる。
【0045】
更に、エーテル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマーおよびポリカーボネート系(メタ)アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール(ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールおよびポリカーボネートポリオール)と(メタ)アクリル酸との反応によって得ることができる。ポリオールとしては、発泡体原料としてのポリウレタンフォーム原料を構成するとして例示したのと同様のものが使用できる。
【0046】
紫外線硬化型の樹脂組成物には、必要に応じて粘度調整のために重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合する。このような反応性希釈剤としては、アミノ基や水酸基を含む化合物に(メタ)アクリル酸がエステル化反応およびアミド化反応で結合した構造の、例えば、単官能、2官能または多官能の重合性化合物等を使用することができる。これらの希釈剤は、(メタ)アクリレートオリゴマー100重量部当たり、通常10〜200重量部用いることが好ましい。
【0047】
また、本発明の発泡体ローラを導電性ローラとする場合には、弾性層2のみならずソリッド層3にも導電性を付与するために、紫外線硬化型樹脂に対し導電材を加えることが好ましい。導電材としては、発泡体原料に添加する導電材として上記に例示したイオン導電材や電子導電材を適宜使用することができる。
【0048】
紫外線重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エステル、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノンおよび3,3−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4,4−ジメトキシベンゾフェノン、4,4−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス(4−ジアルキルアミノフェニル)ケトン、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、フルオレン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1,2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(モルホリノフェニル)−ブタノン−1等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0049】
なお、かかる紫外線重合開始剤の配合量は、(メタ)アクリレートオリゴマー100重量部当たり0.1〜10重量部が好ましい。
【0050】
本発明においては、上記必須成分以外に、必要に応じて、上記の光重合開始剤による光重合反応を促進するために、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第3級アミン、トリフェニルホスフィン等のアルキルホスフィン系光重合促進剤、p−チオジグリコール等のチオエーテル系光重合促進剤などを添加してもよい。これらの化合物の添加量は、通常(メタ)アクリレートオリゴマー100重量部当たり0.01〜10重量部の範囲が好ましい。
【0051】
また、本発明の製造方法において弾性層2の表面に紫外線硬化型樹脂を塗布する方法には特に制限はなく、樹脂溶液中に発泡体ローラをディップする方法や、スプレーコート法、ロールコート法などの中から、状況に応じて適宜選択して用いることができる。
【0052】
紫外線を照射するための光源としては、通常使用される水銀灯、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等のいずれもが使用可能である。また、紫外線照射の条件は、紫外線硬化型樹脂の種類や塗布量に応じて適宜選択すればよいが、照度100〜700mW/cm、積算光量200〜3000mJ/cm程度とすることが適当である。
【0053】
本発明の製造方法により製造される本発明の発泡体ローラは、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ機、レーザビームプリンタ、カラーレーザビームプリンタ、トナージェットプリンタなどの画像形成装置に帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、給紙ローラ、トナー供給ローラ等として装着して好適に使用される。即ち、本発明の画像形成装置は、本発明の上記発泡体ローラを各種ローラ部材として装着してなるものであればよく、他の部材等の条件には特に制限はない。かかる画像形成装置の一例としては、例えば、上記発泡体ローラ10をトナー供給ローラとして用いた図3に示す非磁性一成分系の現像装置を備えたものが挙げられる。図中の符号11はトナー、12は現像ローラ、13は画像形成体、14はクリーニング部、15はクリーニングブレード、16はブレードを夫々表す。
【0054】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。
実施例1
図1(イ)に示すような、内径16mm長さ250mmの、内表面をフッ素加工した金属性円筒型1の片側開口部から、図示するようにして直径6mmの金軸2をセットした後、下記の表1に示す配合内容の混合液20.0gを、ミキシングヘッドを備えたRIM成形用の発泡機からキャビティ内に注入し、キャビティ内を満たした。
【0055】
その後、この型を80℃オーブン中で1.0分キュアして脱型し、軸1と弾性層2としてのウレタンフォームとが一体化したウレタンフォーム製ローラを得た。得られたローラのフォーム密度は0.36g/cmであり、全体に均一な密度と硬度を有した成形品であった。
【0056】
この基材を軸1に垂直な方向に輪切りにして観察したところ、内部は均一なセル密度で、表層部の密度勾配、ソリッドスキンの形成は認められなかった。また、ローラ表面を同様に拡大観察したところ、表面はポーラスで発泡セルが表面にも生成していることがわかった。
【0057】
次に、上記ローラの表面に、下記の表2に示す配合内容のUV硬化型樹脂溶液を厚み100μmになるようにロールコーターでコートして、ウシオ電気(株)製ユニキュアUVH−0252Cを用いて、サンプルを回転させながら、照度400mW/cm、積算光量1000mJ/cmにてUV照射を行ったところ、コートされたUV樹脂は瞬時に硬化して、弾力性のあるソリッド層3が形成された。得られたローラは、給紙ローラや転写ローラ、現像ローラ、帯電ローラ等に適したものであった。
【0058】
実施例2
弾性層2としてのウレタンフォームを下記の表1に示す配合内容として導電性を付与し、また、ソリッド層3についても下記の表2に示す配合とした以外は、実施例1と同様の方法でローラを作製した。
【0059】
コートされたUV樹脂は、実施例1と同様に瞬時に硬化して、弾力性のあるソリッド層3を形成した。また、得られたローラは、両端に0.1Nの荷重をかけてアルミ板に圧着された状態で、軸とアルミ板間に200V印加した際に2×10Ωの導電性を有し、導電性を必要とする各種ローラに適したローラであることが確かめられた。
【0060】
【表1】

Figure 2004090430
【0061】
【表2】
Figure 2004090430
【0062】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、RIM成形法およびUV硬化樹脂の適用により、以下のような利点を得ることができる。
即ち、型面数を1/5以下程度、成形ライン長を1/3以下とすることが可能となり、初期設備投資を低減して、工場の占有スペースを小さくすることができる。また、長い乾燥ラインが不要になるので、工程スペースや高価な設備を必要としなくなり、コスト的に有利となる。さらに、成形工程、その後の塗装工程ともに、サイズ切り替えが容易である。さらにまた、一定条件での成形/キュアが再現性よく実施できるため、ローラ間の品質バラツキを少なく抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法に係る筒状型の一例を示す斜視図である。
【図2】本発明の発泡体ローラの一例を示す斜視図である。
【図3】非磁性一成分系の現像装置を示す概略図である。
【符号の説明】
1 軸
2 弾性層
3 ソリッド層
10 発泡体ローラ
11 トナー
12 現像ローラ
13 画像形成体
14 クリーニング部
15 クリーニングブレード
16 ブレード
20 筒状型[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a foam roller, a foam roller, and an image forming apparatus using the same, and more particularly, to a method of manufacturing a foam roller suitably used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer. And a foam roller and an image forming apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art With the recent development of electrophotographic technology, image forming apparatuses such as dry-type electrophotographic apparatuses include polymer elastic members as various roller members such as a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a paper feed roller, and a toner supply roller. The rollers used, especially foamed rollers having an elastic layer made of a low-hardness polymer elastic foam, are widely used. For such a foamed roller, various improvements have been studied in, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 61-150370, Japanese Patent Publication No. 5-20754, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-4749, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-305039. I have.
[0003]
However, since the elastic layer made of a low-hardness polymer elastic foam has a relatively large coefficient of friction, the toner tends to thermally and physically adhere to the surface, and sufficient charging properties can be obtained by toner filming. And the image quality decreases with an increase in the number of output images. Therefore, a solid layer is provided on the surface of the elastic layer to lower the coefficient of friction. It is known that such a solid layer is an effective technique from the viewpoints of improving surface strength and surface smoothness with the extension of machine life, and imparting electrical characteristics to the surface.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Examples of a method of providing the solid layer include a method of covering the tube after forming the elastic layer, a method of setting the tube in a cylindrical mold in advance, and a method of integrally forming the elastic layer and the solid layer. These methods require (1) a separate step for forming the tube, and (2) the method of covering the tube after the formation of the elastic layer involves problems such as adhesion between the tube and the elastic layer. There are various problems in terms of quality and cost, such as the necessity of a separate solution, and the method of integrally molding in a mold, in which the mold structure is complicated and wrinkles are easily generated.
[0005]
As a method of solving these problems, there is a method of providing a solid layer by coating the surface after forming the elastic layer, but drying and curing with hot or hot air after dipping or spraying the roller in a solvent-based or water-based paint. Conventional surface coating methods have the following problems. In other words, a long drying line is necessary because a long drying time is required, and the solid layer of the roller requires delicate conductivity and surface condition for its application. There are various problems in terms of cost and quality, such as variations in the temperature distribution and air volume in the inside, which greatly affect the performance.
[0006]
On the other hand, as an efficient method of manufacturing a roller which has been conventionally used, a shaft is set in a cylindrical mold, and polyurethane or other elastomeric resin, or a foamed material thereof is formed in a gap in the mold. There is a method in which the shaft and the base material are integrally formed by filling the base material. However, this method requires about 10 minutes or more from the injection of the resin to the demolding due to the curing time. Therefore, it is necessary to increase the number of molds in order to shorten the production tact, that is, the cost is increased. Met.
[0007]
In order to solve such a problem, a so-called RIM (Reaction Injection Molding) molding technique has been proposed in which a polyurethane resin or the like is used and its polymerization reaction is used to increase the reactivity and shorten the demolding time. . However, even when the RIM molding method is used, when the integrally molded article is used without grinding, the surface is strengthened in order to ensure surface strength, smoothness, stain resistance, and the like. Coating becomes essential, and it takes time to dry and cure the solvent, so that a process with good productivity could not be achieved.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a foam roller having a stable quality in a more compact roller production line without requiring a long drying line as in the related art, without impairing cost, productivity, and quality. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a foam roller, a foam roller, and an image forming apparatus using the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies and as a result, achieved the above object by applying an ultraviolet (UV) curable resin to the solid layer and combining this with an integral molding method using a RIM molding method. The inventors have found that the present invention has been completed, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
[0010]
(1) A method of manufacturing a foamed roller in which an elastic layer composed of a foam layer or a foam layer and a skin layer and a solid layer composed of one or more resin layers are formed on the outer periphery of a shaft. A forming step of injecting the raw material components of the layer into the cylindrical mold in a state where the shaft passes through the center line of the cylindrical mold, and integrally forming the elastic layer on the outer periphery of the shaft. In a method of manufacturing a foam roller including
In the molding step, the elastic layer is formed by mixing and injecting two types of monomer components constituting the raw material components into the cylindrical mold, causing a polymerization reaction and foaming at the same time, and after the molding step, A method for manufacturing a foamed roller, characterized in that at least one of the resin layers is formed by applying an ultraviolet curable resin on the elastic layer and curing the resin.
[0011]
(2) The method according to (1), wherein the foam layer is formed of polyurethane foam.
[0012]
(3) The method according to (1) or (2), wherein a (meth) acrylate-based UV-curable resin composition is used as the UV-curable resin.
[0013]
(4) The method according to any one of (1) to (3), wherein the elastic layer or the elastic layer and the solid layer contain a conductive material.
[0014]
(5) The method according to any one of (1) to (4), wherein the solid layer is formed with a thickness of 1 to 500 μm.
[0015]
(6) A foam roller manufactured by any one of the manufacturing methods (1) to (5).
[0016]
(7) An image forming apparatus comprising the foamed roller of (6).
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 2, the foam roller 10 of the present invention has an elastic layer 2 mainly composed of a foam layer and a solid layer 3 made of one or more resin layers on the outer periphery of the shaft 1. The elastic layer 2 is formed integrally with the shaft 1 by using a cylindrical mold that forms the final shape of the foam roller 10.
[0018]
In the integral molding of the shaft 1 and the elastic layer 2, for example, a cylindrical mold 20 as shown in FIG. 1A can be used. Specifically, as shown in FIG. 1A, the raw material component of the elastic layer 2 is injected into the cylindrical mold 20 in a state where the shaft 1 extends through the center line of the cylindrical mold 20, The mold 20 is sealed (FIG. 1 (b)), and the elastic layer 2 is integrally formed on the outer periphery of the shaft 1.
[0019]
In the manufacturing method of the present invention, a so-called RIM molding method is used in the molding step for integrating the shaft 1 and the elastic layer 2. That is, the two types of monomer components constituting the raw material components of the elastic layer 2 are mixed and injected into the cylindrical mold 20 to cause a polymerization reaction and foaming at the same time, so that the shaft 1 and the elastic layer 2 are integrated. As a result, the molding process can be performed in a required time of about 60 seconds from the injection of the raw material to the demolding, so that the production cost can be significantly reduced.
[0020]
In the present invention, after the above-mentioned molding step, at least one of the resin layers constituting the solid layer 3 is formed by applying an ultraviolet curable resin on the elastic layer 2 and curing the resin. Since the UV curable resin can be cured in a very short time by UV irradiation after application, by using the UV curable resin for forming the solid layer 3, a completely new compact roller that does not use a long drying line as in the past. A production line can be made, and it is possible to efficiently mass-produce foam rollers that are stable in quality.
[0021]
Examples of the foam layer constituting the elastic layer 2 include a polyurethane foam, a silicone rubber foam, an ethylene propylene rubber foam, an acrylonitrile butadiene rubber foam, and a polyurethane rubber foam. Of these, a polyurethane foam is preferable. In this case, a polyurethane raw material is used as a raw material component of the elastic layer 2, and the two types of monomer components are composed of a polyisocyanate component and a polyol component.
[0022]
As the polyisocyanate component constituting the polyurethane raw material, aromatic isocyanate or its derivative, aliphatic isocyanate or its derivative, alicyclic isocyanate or its derivative is used. Among these, aromatic isocyanates or derivatives thereof are preferable, and tolylene diisocyanate or derivatives thereof, diphenylmethane diisocyanate or derivatives thereof are particularly preferably used.
[0023]
Examples of tolylene diisocyanate or derivatives thereof include crude tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, A urea-modified product, a buret-modified product, a carbodiimide-modified product, or the like is used.
[0024]
As diphenylmethane diisocyanate or its derivative, for example, diphenylmethane diisocyanate or its derivative obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane or its derivative is used. Examples of the derivative of diaminodiphenylmethane include polynuclear substances, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane, and polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from a polynuclear substance of diaminodiphenylmethane can be used. Regarding the number of functional groups of the polymer diphenylmethane diisocyanate, a mixture of pure diphenylmethane diisocyanate and polymer diphenylmethane diisocyanate having various numbers of functional groups is usually used, and the average number of functional groups is preferably 2.05 to 4.00, more preferably 2 to 4.0. .50 to 3.50 are used. In addition, derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates or derivatives thereof, for example, urethane modified products modified with polyols, dimers formed by uretdione, isocyanurate modified products, carbodiimide / uretonimine modified products, allohanate modified products And urea-modified and buret-modified products. In addition, several kinds of diphenylmethane diisocyanate and derivatives thereof can be used by blending.
[0025]
Further, as the polyol component constituting the polyurethane raw material, polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, polytetramethylene ether glycol, polyester polyol obtained by condensing an acid component and a glycol component, and caprolactone were subjected to ring-opening polymerization. Polyester polyol, polycarbonate diol and the like can be used.
[0026]
Examples of the polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide include, for example, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, and methylglucozide. , Aromatic diamine, sorbitol, sucrose, phosphoric acid and the like as starting materials, and those obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. Examples thereof include water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, and trimethylolpropane. And hexanetriol as a starting material. Regarding the ratio of ethylene oxide to propylene oxide and the microstructure to be added, the ratio of ethylene oxide is preferably from 2 to 95% by weight, more preferably from 5 to 90% by weight. Further, those having ethylene oxide added to the terminal are preferably used. Furthermore, the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random.
[0027]
The molecular weight of the polyether polyol is bifunctional when water, propylene glycol or ethylene glycol is used as a starting material, and is preferably in the range of 300 to 6000 in weight average molecular weight, particularly preferably in the range of 400 to 3000. Is preferred. When glycerin, trimethylolpropane, or hexanetriol is used as a starting material, it is trifunctional, and preferably has a weight average molecular weight in the range of 900 to 9000, and particularly preferably 1500 to 6000. In addition, a bifunctional polyol and a trifunctional polyol can be appropriately blended and used.
[0028]
Polytetramethylene ether glycol is obtained, for example, by cationic polymerization of tetrahydrofuran, and those having a weight average molecular weight of 400 to 4000, particularly preferably 650 to 3000 are preferably used. It is also preferable to blend polytetramethylene ether glycols having different molecular weights. Further, polytetramethylene ether glycol obtained by copolymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide can also be used.
[0029]
It is also preferable to use polytetramethylene ether glycol and a polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, and in this case, polytetramethylene ether glycol, addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide are used. It is preferable to use such that the ratio with the polyether polyol is in the range of 95: 5 to 20:80 by weight, particularly preferably in the range of 90:10 to 50:50.
[0030]
In addition, together with the polyol component, various polyamines, acrylonitrile-modified polymer polyols, polyols added with melamine to polyols, diols such as butanediol, polyols such as trimethylolpropane, and derivatives thereof may be used in combination. it can.
[0031]
Further, the polyol may be pre-polymerized with a polyisocyanate in advance, and the method may be as follows. The polyol and the polyisocyanate are put in an appropriate container and sufficiently stirred, and 30 to 90 ° C., more preferably 40 to 70 ° C. A method in which the temperature is kept at 6C for 6 to 240 hours, more preferably 24 to 72 hours.
[0032]
Examples of the catalyst used for the curing reaction of the polyurethane raw material include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine and tetraamine. Cyclic amines such as triamines such as methylguanidine, triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, and methylhydroxy Alcohol amines such as ethyl piperazine and hydroxyethyl morpholine; Ether amines such as (dimethylaminoethyl) ether, ethylene glycol bis (dimethyl) aminopropyl ether, stannas octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker peptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, Examples include organometallic compounds such as dioctyltin marker peptide, dioctyltin thiocarboxylate, phenylmercury propionate, and lead octenoate. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
[0033]
In the foam roller of the present invention, it is necessary to impart conductivity, and a conductive material is added to the foam material. The conductive material includes an ionic conductive material and an electronic conductive material, and the conductive material added to the foam raw material is not limited. As the ion conductive material, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium such as lauryltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium such as stearyltrimethylammonium, benzyltrimethylammonium, modified aliphatic dimethylethylammonium such as dimethylethylammonium Organic ion conductive materials such as perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, alkyl sulfate, carboxylate and sulfonate, lithium and sodium , Calcium, magnesium and other alkali metal or alkaline earth metal perchlorates, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodates, borofluorides, trifluoromethyl sulfates, sulfates Inorganic ion conductive material such as phosphate salts. Examples of the electronic conductive material include conductive carbon blacks such as ketjen black and acetylene black; carbon blacks for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT; carbon blacks for inks such as carbon oxide black. , Pyrolytic carbon black, graphite; conductive metal oxides such as tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; metals such as nickel and copper; carbon whiskers, graphite whiskers, titanium carbide whiskers, conductive potassium titanate whiskers, and conductive Examples include conductive whiskers such as barium titanate whiskers, conductive titanium oxide whiskers, and conductive zinc oxide whiskers. By adding the conductive material, the volume resistivity of the foamed roller of the present invention can be adjusted to a desired range. The resistance may be adjusted by using an ionic conductive material and an electronic conductive material together.
[0034]
In addition, foam materials such as polyurethane materials include, in addition to the above conductive materials, fillers such as inorganic carbonates, foam stabilizers such as silicone foam stabilizers and various surfactants, and antioxidants such as phenol and phenylamine. , A low friction agent, a charge control agent and the like can be added.
[0035]
As the silicone foam stabilizer, a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer or the like is suitably used, and those comprising a dimethylpolysiloxane portion having a molecular weight of 350 to 15,000 and a polyoxyalkylene portion having a molecular weight of 200 to 4000 are particularly preferable. . The molecular structure of the polyoxyalkylene moiety is preferably an ethylene oxide addition polymer or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and it is also preferable that the molecular end be ethylene oxide. Examples of the surfactant include cationic surfactants, anionic surfactants, ionic surfactants such as amphoteric surfactants, and nonionic surfactants such as various polyethers and various polyesters.
[0036]
The amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the foam raw material. preferable.
[0037]
The elastic layer 2 formed by the above-mentioned molding step of the present invention comprises: (1) a so-called integral skin foam (foam layer and skin layer) which simultaneously forms a skin layer on the roller surface during molding; and (2) a roller surface skin. There is a molded article of a type that does not form a layer (only the foam layer), but when the latter molded article is used and the solid layer 3 is applied and formed on this surface, the surface of the molded article becomes porous. The improved adhesion of the coating film to be applied and the absence of the base skin result in a softer surface hardness of the product, reducing the stress on the toner, and the fit to curved surfaces when contacting an OPC drum etc. This is advantageous in terms of performance. The skin layer of the elastic layer 2 obtained by the former method can be used after being removed by polishing.
[0038]
Therefore, the solid layer 3 is applied and formed on the foam layer of the elastic layer 2 or on the skin layer formed on the foam layer surface. As described above, the solid layer 3 is formed of one or more resin layers. If at least one of the resin layers is formed by applying a UV curable resin, the intended effect of the present invention can be obtained. Obtainable.
[0039]
The thickness of the solid layer is suitably from 10 to 500 μm, preferably from 50 to 300 μm for the purpose of improving the strength of the surface, and the physical properties such as the electrical properties of the surface (interface) and the prevention of toner adhesion. When the purpose is to improve the mechanical properties, the thickness is suitably 1 to 50 μm, preferably 3 to 30 μm.
[0040]
The UV-curable resin is not particularly limited, but a (meth) acrylate-based UV-curable resin composition containing a (meth) acrylate oligomer and a UV polymerization initiator is preferable.
[0041]
Examples of the (meth) acrylate oligomer include an epoxy (meth) acrylate oligomer, a urethane (meth) acrylate oligomer, an ether (meth) acrylate oligomer, an ester (meth) acrylate oligomer, and a polycarbonate (meth) acrylate oligomer. And fluorine-based and silicone-based acrylic oligomers.
[0042]
The (meth) acrylate oligomer includes compounds such as polyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, and adduct of polyhydric alcohol and ε-caprolactone; It can be synthesized by a reaction with (meth) acrylic acid or by urethane-forming a polyisocyanate compound and a (meth) acrylate compound having a hydroxyl group.
[0043]
Examples of the epoxy-based (meth) acrylate oligomer include any compound as long as it is a reaction product of a compound having a glycidyl group and (meth) acrylic acid. Among them, a benzene ring, a naphthalene ring, a spiro ring, dicyclopentadiene, A reaction product of a compound having a cyclic structure such as tricyclodecane and having a glycidyl group and (meth) acrylic acid is preferred.
[0044]
The urethane (meth) acrylate oligomer is obtained by urethane-forming a polyol, an isocyanate compound and a (meth) acrylate compound having a hydroxyl group. As the polyol and the isocyanate compound, those similar to those exemplified as constituting the polyurethane foam raw material as the foam raw material can be used.
[0045]
Further, ether (meth) acrylate oligomer, ester (meth) acrylate oligomer and polycarbonate (meth) acrylate oligomer are obtained by reacting polyol (polyether polyol, polyester polyol and polycarbonate polyol) with (meth) acrylic acid. Can be obtained by As the polyol, those similar to those exemplified as constituting the polyurethane foam raw material as the foam raw material can be used.
[0046]
A reactive diluent having a polymerizable double bond is added to the ultraviolet-curable resin composition for viscosity adjustment, if necessary. Examples of such a reactive diluent include a monofunctional, bifunctional or polyfunctional polymerizable compound having a structure in which (meth) acrylic acid is bonded to a compound containing an amino group or a hydroxyl group by an esterification reaction and an amidation reaction. Compounds and the like can be used. These diluents are preferably used in an amount of usually 10 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate oligomer.
[0047]
When the foam roller of the present invention is a conductive roller, it is preferable to add a conductive material to the ultraviolet curable resin in order to impart conductivity not only to the elastic layer 2 but also to the solid layer 3. . As the conductive material, the ionic conductive material or the electronic conductive material exemplified above as the conductive material to be added to the foam raw material can be appropriately used.
[0048]
Known UV polymerization initiators can be used, for example, 4-dimethylaminobenzoic acid, 4-dimethylaminobenzoic acid ester, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, acetophenone diethyl ketal, alkoxy Benzophenone derivatives such as acetophenone, benzyldimethylketal, benzophenone and 3,3-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4,4-dimethoxybenzophenone, 4,4-diaminobenzophenone, alkyl benzoylbenzoate, bis (4-dialkylaminophenyl) Ketones, benzyl derivatives such as benzyl and benzyl methyl ketal, benzoin derivatives such as benzoin and benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, 2-hydroxy-2-meth Lepropiophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, xanthone, thioxanthone and thioxanthone derivatives, fluorene, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl Pentylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1,2-benzyl-2-dimethylamino -1- (morpholinophenyl) -butanone-1 and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0049]
The amount of the ultraviolet polymerization initiator is preferably 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate oligomer.
[0050]
In the present invention, in addition to the above essential components, if necessary, a tertiary amine such as triethylamine and triethanolamine, and an alkyl such as triphenylphosphine for promoting the photopolymerization reaction by the above photopolymerization initiator. A phosphine-based photopolymerization accelerator, a thioether-based photopolymerization accelerator such as p-thiodiglycol, or the like may be added. The addition amount of these compounds is usually preferably in the range of 0.01 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate oligomer.
[0051]
In the production method of the present invention, there is no particular limitation on the method of applying the ultraviolet curable resin to the surface of the elastic layer 2, such as a method of dipping a foam roller in a resin solution, a spray coating method, a roll coating method, and the like. Can be appropriately selected and used according to the situation.
[0052]
As a light source for irradiating ultraviolet rays, any of commonly used mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultrahigh-pressure mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps and the like can be used. In addition, the condition of the ultraviolet irradiation may be appropriately selected according to the type and the application amount of the ultraviolet curable resin, and the illuminance is 100 to 700 mW / cm.2, Integrated light amount 200-3000mJ / cm2Is appropriate.
[0053]
The foam roller of the present invention manufactured by the manufacturing method of the present invention can be used for an image forming apparatus such as a plain paper copying machine, a plain paper facsimile machine, a laser beam printer, a color laser beam printer, and a toner jet printer. It is preferably used as a transfer roller, a paper feed roller, a toner supply roller, or the like. That is, the image forming apparatus of the present invention may be any one in which the above-described foamed roller of the present invention is mounted as various roller members, and the conditions of other members and the like are not particularly limited. As an example of such an image forming apparatus, for example, an apparatus provided with a non-magnetic one-component type developing device shown in FIG. 3 using the foam roller 10 as a toner supply roller is exemplified. In the figure, reference numeral 11 denotes toner, 12 denotes a developing roller, 13 denotes an image forming body, 14 denotes a cleaning unit, 15 denotes a cleaning blade, and 16 denotes a blade.
[0054]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples.
Example 1
As shown in FIG. 1 (a), after setting a metal shaft 2 having a diameter of 6 mm as shown in FIG. 1 from an opening on one side of a metal cylindrical mold 1 having an inner diameter of 16 mm and a length of 250 mm and having an inner surface treated with fluorine, 20.0 g of a liquid mixture having the composition shown in Table 1 below was injected into the cavity from a foaming machine for RIM molding equipped with a mixing head to fill the cavity.
[0055]
Thereafter, the mold was cured in an oven at 80 ° C. for 1.0 minute and demolded to obtain a urethane foam roller in which the shaft 1 and the urethane foam as the elastic layer 2 were integrated. The resulting roller has a foam density of 0.36 g / cm.3And a molded article having uniform density and hardness throughout.
[0056]
When this substrate was sliced in a direction perpendicular to the axis 1 and observed, it was found that the inside had a uniform cell density, the density gradient of the surface layer portion, and the formation of solid skin was not recognized. Further, when the roller surface was similarly observed under magnification, it was found that the surface was porous and foam cells were also formed on the surface.
[0057]
Next, the surface of the roller was coated with a UV-curable resin solution having the composition shown in Table 2 below using a roll coater so as to have a thickness of 100 μm, and using Ushio Electric's Unicure UVH-0252C. While rotating the sample, illuminance 400 mW / cm2, Integrated light quantity 1000mJ / cm2When UV irradiation was performed, the coated UV resin was instantaneously cured to form an elastic solid layer 3. The obtained roller was suitable for a paper feeding roller, a transfer roller, a developing roller, a charging roller, and the like.
[0058]
Example 2
The urethane foam as the elastic layer 2 was given the conductivity as the content shown in Table 1 below, and the solid layer 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition was also shown in Table 2 below. A roller was made.
[0059]
The coated UV resin was instantaneously cured in the same manner as in Example 1 to form an elastic solid layer 3. The obtained roller was pressed against an aluminum plate by applying a load of 0.1 N to both ends, and when a voltage of 200 V was applied between the shaft and the aluminum plate, 2 × 107It was confirmed that the roller had a conductivity of Ω and was suitable for various rollers requiring conductivity.
[0060]
[Table 1]
Figure 2004090430
[0061]
[Table 2]
Figure 2004090430
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following advantages can be obtained by applying the RIM molding method and the UV curable resin.
That is, the number of mold surfaces can be reduced to about 1/5 or less and the molding line length can be reduced to 1/3 or less, so that the initial capital investment can be reduced and the space occupied by the factory can be reduced. Further, since a long drying line is not required, a process space and expensive equipment are not required, which is advantageous in cost. Further, the size can be easily changed in both the forming step and the subsequent coating step. Furthermore, since molding / curing under constant conditions can be performed with good reproducibility, it is possible to suppress quality variations between rollers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a cylindrical mold according to a manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the foam roller of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a non-magnetic one-component developing device.
[Explanation of symbols]
1 axis
2 elastic layer
3 solid layer
10mm foam roller
11 toner
12mm developing roller
13 image forming body
14 Cleaning unit
15 cleaning blade
16mm blade
20 cylindrical type

Claims (7)

軸の外周に、発泡体層または発泡体層およびスキン層からなる弾性層と、1層以上の樹脂層からなるソリッド層とを形成する発泡体ローラの製造方法であって、前記弾性層の原料成分を、筒状型の中心線上に前記軸が貫設された状態にて該筒状型内に注入して、前記軸の外周に前記弾性層を一体的に形成する成形工程を含む発泡体ローラの製造方法において、
前記成形工程において、前記弾性層を、前記原料成分を構成する2種のモノマー成分を前記筒状型内に混合射出し、重合反応させると同時に発泡させて形成し、かつ、該成形工程後に、前記樹脂層のうち少なくとも1層を、紫外線硬化樹脂を前記弾性層上に塗布し、硬化させて形成することを特徴とする発泡体ローラの製造方法。
A method for producing a foam roller, wherein an elastic layer composed of a foam layer or a foam layer and a skin layer and a solid layer composed of one or more resin layers are formed on the outer periphery of a shaft. A foam comprising a molding step of injecting the component into the cylindrical mold in a state where the shaft is provided on the center line of the cylindrical mold, and integrally forming the elastic layer on the outer periphery of the shaft. In the method of manufacturing a roller,
In the molding step, the elastic layer is formed by mixing and injecting two types of monomer components constituting the raw material components into the cylindrical mold, causing a polymerization reaction and foaming at the same time, and after the molding step, A method for manufacturing a foamed roller, wherein at least one of the resin layers is formed by applying and curing an ultraviolet curable resin on the elastic layer.
前記発泡体層を、ポリウレタンフォームにより形成する請求項1記載の発泡体ローラの製造方法。The method according to claim 1, wherein the foam layer is formed of a polyurethane foam. 前記紫外線硬化型樹脂として、(メタ)アクリレート系紫外線硬化型樹脂組成物を用いる請求項1または2記載の発泡体ローラの製造方法。The method for producing a foam roller according to claim 1 or 2, wherein a (meth) acrylate-based ultraviolet-curable resin composition is used as the ultraviolet-curable resin. 前記弾性層または前記弾性層およびソリッド層に導電材を含有させる請求項1〜3のうちいずれか一項記載の発泡体ローラの製造方法。The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic layer or the elastic layer and the solid layer contain a conductive material. 前記ソリッド層を厚み1〜500μmにて形成する請求項1〜4のうちいずれか一項記載の発泡体ローラの製造方法。The method for manufacturing a foamed roller according to any one of claims 1 to 4, wherein the solid layer is formed with a thickness of 1 to 500 m. 請求項1〜5のうちいずれか一項記載の製造方法により製造されたことを特徴とする発泡体ローラ。A foam roller manufactured by the manufacturing method according to claim 1. 請求項6記載の発泡体ローラを装着してなることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus provided with the foam roller according to claim 6.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006023728A (en) * 2004-06-10 2006-01-26 Bridgestone Corp Conductive roller and image forming device equipped therewith
JP2006023725A (en) * 2004-06-10 2006-01-26 Bridgestone Corp Conductive roller and image forming device equipped therewith
WO2017135284A1 (en) 2016-02-02 2017-08-10 株式会社ブリヂストン Laminate, developing member, and laminate manufacturing method
US11576837B2 (en) 2019-10-03 2023-02-14 Jfxd Trx Acq Llc Multi-zonal roller and method of use thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006023728A (en) * 2004-06-10 2006-01-26 Bridgestone Corp Conductive roller and image forming device equipped therewith
JP2006023725A (en) * 2004-06-10 2006-01-26 Bridgestone Corp Conductive roller and image forming device equipped therewith
WO2017135284A1 (en) 2016-02-02 2017-08-10 株式会社ブリヂストン Laminate, developing member, and laminate manufacturing method
US11576837B2 (en) 2019-10-03 2023-02-14 Jfxd Trx Acq Llc Multi-zonal roller and method of use thereof

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