JP2005014489A - Mold and method for manufacturing roller member - Google Patents

Mold and method for manufacturing roller member Download PDF

Info

Publication number
JP2005014489A
JP2005014489A JP2003184558A JP2003184558A JP2005014489A JP 2005014489 A JP2005014489 A JP 2005014489A JP 2003184558 A JP2003184558 A JP 2003184558A JP 2003184558 A JP2003184558 A JP 2003184558A JP 2005014489 A JP2005014489 A JP 2005014489A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
roller member
raw material
manufacturing
liquid raw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003184558A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4169648B2 (en
Inventor
Ryuta Tanaka
隆太 田中
Kenichi Isayama
賢一 諫山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP2003184558A priority Critical patent/JP4169648B2/en
Publication of JP2005014489A publication Critical patent/JP2005014489A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4169648B2 publication Critical patent/JP4169648B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold for manufacturing a roller member which can reduce a force required for releasing it from the mold, even when the mold is used in monolithic molding technique substantially under pressure and also can manufacture a high precision roller member with high yield, and a method for manufacturing the roller member using the mold. <P>SOLUTION: This mold for manufacturing the roller member is of a drum type and used in a molding process for integrally molding a foam layer on the outer periphery of a shaft by the foaming and curing of a liquid raw material. In at least a region, where the inner peripheral surface comes into contact with the foam layer, of the latter, a coating layer 3 in which a resin particle 2 containing a fluororesin is dispersed in a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer as a base resin 1, is formed. In addition, the particle diameter of the resin particle 2 is larger than the maximum film thickness of the base resin 1 in the coating layer 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置等に用いられるローラ部材製造用金型(以下、単に「金型」とも称する)およびローラ部材の製造方法に関し、詳しくは、あらかじめ発泡させた液状原料を金型内に注入して、加熱硬化させることにより、軸と発泡体層とを一体成形する手法に用いられるローラ部材製造用金型、および、それを用いるローラ部材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置や静電記録装置においては、電子写真プロセスにおける現像、トナー層形成、クリーニング、給紙、搬送等の各工程で、現像ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ、給紙ローラ、搬送ローラ等の各種ローラ部材が多様な枠割を果たしている。
【0003】
これらローラ部材は、軸の外周に、ゴム材料や樹脂材料からなる弾性体層を担持させた構造を有しており、特に、弾性体層を低硬度の高分子弾性フォームからなる発泡体にて形成した、発泡体層を備えるローラ部材が多く使用されている。このような発泡体層を備えるローラ部材においては、発泡体層が部材全体にわたり微細で均一なセル構造を有し、これにより均一な硬度が実現されていることが重要となる。
【0004】
かかるローラ部材の製造方法としては、あらかじめ軸を配設した型を用いて、軸との一体成形により発泡体層を形成する手法が一般的であり、良好なローラ性能を得るために、種々の製造方法が検討され、提案されている。中でも、後加工の容易さ等の観点から、筒形状の金型を用いて、成形によりローラ部材としての最終形状を得る方法が、最近の主流となってきている。
【0005】
このような金型において、離型性付与のために内表面にフッ素樹脂等によりコーティングを施すことはよく知られており、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等の各種フッ素樹脂材料がコーティング材料として用いられている。かかる金型のコーティングに関する技術については、例えば、特許文献1および特許文献2に記載があり、また、本出願人においても、コーティングの改良に係る技術を提案している(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−80876号公報(特許請求の範囲等)
【特許文献2】
特開平10−15976号公報([0016]等)
【特許文献3】
特開2002−326239号公報(特許請求の範囲等)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上述のような金型を用いたローラ部材の製造方法に関して検討した結果、微細で均一なセル構造および均一な硬度を実現するためには、液状原料注入直後に金型を密閉して、実質的に金型内部に圧力がかかった状態で加熱硬化を行うことが有効であることを見出した。ところが、この方法を用いた場合、脱型時に要する力が非常に大きくなるという問題が新たに発生することがわかった。
【0008】
従来の製造方法では、上記したような従来のフッ素樹脂コーティングが適用された金型を用いることで、得られたローラ部材の脱型を問題なく行うことが可能であり、最大でも0.5N程度の力で脱型することができた。しかしながら、加圧下での成形により得られるローラ部材の場合、脱型時に従来の約10〜20倍の5〜10N程度の力を必要とするようになり、ひどい時には、脱型の際に金属軸が抜けてしまう等の製造不良を生ずる場合もあった。
【0009】
そこで本発明の目的は、特に、実質的に加圧下で一体成形を行う手法に用いる場合でも、脱型時に要する力を低減することができ、高性能のローラ部材を歩留よく製造することができる離型性に優れたローラ部材製造用金型、および、それを用いたローラ部材の製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、前記PTFE、PFA、FEP等の各種コーティング材料に関して鋭意検討を重ねた結果、下記の構成とすることにより、加圧下での一体成形に用いる場合であっても小さい力で容易に脱型を行うことができ、高性能のローラ部材を歩留よく製造することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
【0011】
上記課題を解決するために、本発明のローラ部材製造用金型は、筒形状を有し、液状原料の発泡、硬化により、軸の外周に発泡体層を一体成形する成形工程に用いられるローラ部材製造用金型において、
内周面の、少なくとも前記発泡体層と接触する領域に、ベース樹脂としてのテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体中にフッ素樹脂を含む樹脂粒子が分散されてなるコーティング層が形成され、該樹脂粒子の粒子径が、該コーティング層における前記ベース樹脂の最大膜厚より大きいことを特徴とするものである。
【0012】
前記樹脂粒子は、好適には、PTFEからなるものを用いることができる。また、前記樹脂粒子の粒子径は、好適には、前記ベース樹脂の最大膜厚の3倍以下である。さらに、前記ベース樹脂の膜厚は、5〜10μmであることが好ましい。
【0013】
また、本発明のローラ部材の製造方法は、筒形状の金型の中心線上に軸が貫設された状態で、あらかじめ発泡させた液状原料を該金型の内部に注入し、加熱、硬化させることにより、前記軸の外周に発泡体層を形成する成形工程を含むローラ部材の製造方法において、前記金型として、上記本発明のローラ部材製造用金型を用いることを特徴とするものである。
【0014】
本発明の製造方法は、前記金型の内部に前記液状原料を所定量注入した直後に、該金型の両端開口部を閉塞して、該金型を密閉した状態にて前記液状原料の加熱硬化を行う場合により効果的である。また、特に、前記液状原料としてポリウレタン原料を用いるポリウレタンフォーム製ローラ部材の製造に好適に適用することができる。
【0015】
【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1に、本発明のローラ部材製造用金型10の概略斜視図を示す。図示するように、本発明の金型10は筒形状を有し、液状原料の発泡、硬化により、軸の外周に発泡体層を一体成形する成形工程において使用される。
【0016】
図2に、金型10の内周面11の表面近傍の拡大部分断面図を示す。図示するように、金型10の内周面11には、ベース樹脂1としてのFEP中にフッ素樹脂を含む樹脂粒子2が分散されてなるコーティング層3が形成されており、この樹脂粒子2は、コーティング層3におけるFEP樹脂1の最大膜厚よりも大きい粒子径を有している。
【0017】
即ち、コーティング層3におけるFEP樹脂1の最大膜厚をAとし、樹脂粒子2の粒子径をBとすると、AとBとの間には、下記式、
A<B
で表される関係が成立する。図示するように、これにより、コーティング層3においては、ベースとなるFEP樹脂1の表面から樹脂粒子2が突出した状態となる。従って、この樹脂粒子2の効果により、従来のFEP樹脂等の単独のコーティング層の場合に比して離型性を著しく向上することができ、ひいては脱型力を実用的なレベルにまで低減することができる。樹脂粒子2の粒子径BがFEP樹脂1の最大膜厚A以下であると、樹脂粒子2の分散効果が得られず、脱型力の低減を図ることができない。また、コーティング材料として用いられる樹脂材料には種々あるが、本発明者らの検討によれば、ベース樹脂と分散粒子の組み合わせとしてFEP樹脂とフッ素樹脂を含む樹脂粒子を用いることにより、これまでにない離型性向上効果が得られるものである。
【0018】
特には、FEP樹脂1の最大膜厚Aと樹脂粒子2の粒子径Bとの間で、下記式、
B≦3A
で表される関係が成立することが好ましい。上記粒子径Bが上記最大膜厚Aの3倍を超える大きさであると、脱型力の低減効果は得られるものの、樹脂粒子2がFEP樹脂1中から脱落しやすくなり、コーティング層3の耐久性が低下してしまう。
【0019】
樹脂粒子2の材質としては、特に限定されるものではないが、フッ素樹脂を含むことが必要であり、特には、フッ素樹脂からなるものとすることが好ましい。かかるフッ素樹脂としては、例えば、PTFE、HFP−TFE−VDF(ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド)、PE−PTFEおよびPVdF(ポリフッ化ビニリデン)等を挙げることができ、中でも、PTFEからなる樹脂粒子を用いることが特に好ましい。
【0020】
コーティング層3は、少なくとも、金型10の内周面11のうち発泡体層と接触する領域、即ち、金型の使用時に液状原料が充填される部分に対応する領域に設けられるが、好ましくは、金型10の内周面全領域に設けられる。これにより、脱型力の低減効果を得ることができる。また、コーティング層3におけるベース樹脂としてのFEP樹脂1の膜厚は、好適には5〜10μmである。この膜厚が薄すぎると十分な離型性を得ることができない一方、厚すぎてもそれ以上の効果は望めず、却ってコスト性が悪化する。従って、上記条件を満足する樹脂粒子2の粒子径Bの好適範囲は、20〜30μm程度である。さらに、ベース樹脂としてのFEP樹脂1に対する樹脂粒子2の添加量は、5〜20重量%程度とすることができ、好適には、10重量%前後にて添加する。樹脂粒子2の添加量が少なすぎると、所望の脱型力低減効果を得ることができない一方、添加量が多すぎてもそれ以上の効果は望めず、却ってコスト性が悪化する。
【0021】
金型10の材質については特に制限されるものではなく、鉄、銅、アルミニウム、ステンレススチール等の金属の他、セラミックス等を使用し得るが、強度、コスト等の点から、ステンレススチールが最も適当である。また、コーティング層の形成方法にも特に制限はなく、例えば、スプレーコーティングなどの手法を用いることができる。
【0022】
本発明のローラ部材の製造方法は、筒形状の金型の中心線上に軸が貫設された状態で、あらかじめ発泡させた液状原料を金型の内部に注入し、加熱、硬化させることにより軸の外周に発泡体層を形成する成形工程において、上記本発明の金型10を用いるものであれば、それ以外の製造条件等については特に制限されるものではなく、常法に従い適宜行うことができる。
【0023】
特には、本発明の製造方法は、金型10の内部に液状原料を所定量注入した直後にその両端開口部を閉塞して、金型10を密閉した状態にて、液状原料の加熱硬化を行う手法を用いる場合に効果的である。密閉状態の金型内部の液状原料は、実質的に加圧された状態で硬化することになるので、硬化時における液状原料の自由膨張が抑制されて、セル径が小さく、かつ、セル径や硬度のバラツキが少ない発泡体層を形成するが、その一方、金型内で圧縮されているために脱型に非常に大きな力を要することとなる。この手法に本発明の技術を適用することで、圧縮された発泡体層の脱型に際して必要となる力を低減することができ、高性能のローラ部材を容易に製造することが可能となる。
【0024】
上記したような密閉状態での成形工程を行うためには、例えば、図3に示すようなローラ部材の製造装置を用いることができる。図示する装置は、本発明の金型10を本体とし、その中心線上に配置された軸12の両端部に夫々装着される栓状部材13a、13bを備えており、これら栓状部材13a、13bは、夫々金型10の対応する両端開口部を実質的に閉塞することが可能な形状に形成されている。図示する例では、上方の栓状部材13aは圧入部14aに、下方の栓状部材13bは圧入部14bに、夫々圧入されて係止される。
【0025】
ここで、下方の栓状部材13bが圧入される圧入部14bは、金型10の下方端部15bに内挿された、略筒形状を有するキャップ部材16の内周面により形成されている。即ち、図示するように、キャップ部材16の内周面は、上方から下方に向かって内径の小さくなる段々形状に形成されており、最大径の内周面においては対応する栓状部材13bが嵌入可能となり、即ち、移動可能であって、また、他の内周面においては、圧入部14bとして栓状部材13bが圧入可能となるよう形成されている。この段々形状は、後述する密閉作業を円滑に行うために、図示するように、少なくとも3段階にて形成される。
【0026】
図4(イ)に、図1(イ)中のA−A’断面、即ち、キャップ部材16の最大径内周面における断面図を示す。図示するように、キャップ部材16のこの部分の内周面には、縦溝状のベントホール17が設けられている。ベントホール17を設けることにより、注入される液状原料の流れをスムースにして、エアー溜りの発生を防止し、金型10内に液状原料を確実に充填することができる。また、金型10内に液体原料が充満すると、ベントホール7からはエアーに代わって液体原料が流出し始めるので、この液体原料の流出の開始を合図にして金型10の密閉を行うことができる。ベントホール17は、キャップ部材16の周方向に等間隔に設けることが好ましく、特には、図示するように、周方向に等間隔に、少なくとも4個設けることで、エアー溜りの発生をより効果的に防止して、金型10への液状原料の充填をより均一かつスムースに行うことができる。
【0027】
また、図示する例では、金型10の上方端部15aには、略円筒状の上部キャップ18が装着されており、この上部キャップ18の内周面が、栓状部材13aの圧入される圧入部14aを形成している。上部キャップ18は、上方で注入ノズルの口径に対応する内径を有し、下方で栓状部材13aが圧入可能な内径を有し、かつ、金型10を密閉した状態で栓状部材13aを係止できるものであれば、形状や構造、材質等に特に制限はない。同様に、栓状部材13a、13bおよびキャップ部材16についても、上述したような条件を満足するものであれば、材質等は特に制限されるものではない。これら各部材の材質としては、例えば、ポリプロピレン(PP)などの樹脂材料を用いることができる。
【0028】
図示する装置を用いて、液状原料の注入直後に軸12により金型11を密閉する手順としては、まず、図3(イ)に示すように、軸12の下方の栓状部材13bをキャップ部材16の最大径内周面(図4(イ)に示すA−A’断面に対応)に嵌入した状態で、注入ノズル20を用いて、上方開口部から金型10の内部に、あらかじめ発泡させた液状原料を注入する。このとき、軸12の上方の栓状部材13aは自由な状態であり、軸12は下方の栓状部材13bのみにより支持されている。
【0029】
液状原料が金型10内に充満して、ベントホール17(図4(イ)参照)から液状原料が流出し始めたところで、キャップ部材16を押し上げて、金型10の密閉を開始する。キャップ部材16を押し上げると、キャップ部材16とともに軸12が押し上げられるので、軸12を介して、軸12の上方の栓状部材13aが圧入部14aに圧入され、最初に、液状原料注入側である、金型10の上方開口部が閉塞される。さらにキャップ部材16を押し上げ続けると、次いで、下方の栓状部材13bがキャップ部材16内で移動して、最大径内周面(図3(イ)中のA−A’断面)から、これより小径の他の内周面(図3(イ)中のB−B’断面、圧入部14b)まで押し込まれる(図3(ロ)参照)。図4(ロ)中に示すように、キャップ部材16のこのB−B’断面に対応する内周面にはベントホールが設けられていないので、栓状部材13bが圧入部14bに圧入されることで、金型10の下方開口部も実質的に閉塞されて、これにより金型10は密閉される。その後、密閉状態での加圧下で液状原料の加熱硬化を行うことにより、均一で微細なセル構造を有し、硬度のバラツキの少ないローラ部材を得ることができる。
【0030】
ここで、キャップ部材16を押し上げるタイミングとしては、金型10の内部に、その容積に対応した所定量の液状原料が充満した直後であり、実際には、ベントホール17から液状原料が少しでも流出し始めた時点で、押し上げを開始すればよい。これにより、液状原料の無駄を省いて、歩留良くローラ部材を製造することができる。
【0031】
また、図3(ロ)に示すように、この装置においては、金型10の液状原料注入側開口部および反対側開口部が夫々対応する栓状部材13a,13bにより夫々閉塞された際に、キャップ部材16の金型側端面Xと、下方の栓状部材13bの金型側端面Yとが、実質的に同一平面を形成している。図示するように、これにより、成形されるローラ部材の下端面を凹凸のない平坦な面に成形することができ、原料の無駄を省くとともにバリの発生を防止することができる。
【0032】
なお、上記説明では、金型10を固定した状態でキャップ部材16の押し上げにより密閉を行う手順を示したが、図示する装置においては、逆に、キャップ部材16を固定して、上部キャップ18を金型10ごと押し下げて密閉を行うこともできる。この場合においても、密閉作業の流れは上記と同様である。
【0033】
また、本発明に用いることのできるローラ部材の軸の材質や液状原料の配合等についても特に制限されるものではなく、通常用いられる材料を適宜用いることができるが、例えば、軸として金属軸を用い、液状原料としてポリウレタン原料を用いることで、軸の外周にポリウレタンフォーム層を担持させた構造のローラ部材を得ることができる。かかるポリウレタン原料としては、例えば下記に挙げるポリイソシアネート成分およびポリオール成分を用いることができる。
【0034】
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、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネートおよびこれらの誘導体等を用いることができ、中でも、芳香族イソシアネートおよびその誘導体、特には、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびこれらの誘導体が好適に用いられる。
【0035】
トリレンジイソシアネートおよびその誘導体としては、例えば、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。
【0036】
また、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンおよび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および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および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。更に、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等をブレンドして用いてもよい。
【0037】
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。
【0038】
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好ましくは2〜95重量%、より好ましくは5〜90重量%であり、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い。また、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との配列は、ランダムであることが好ましい。
【0039】
尚、かかるポリエーテルポリオールの分子量としては、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、400〜3000の範囲のものがより好ましい。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、1500〜6000の範囲のものがより好ましい。更に、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。
【0040】
また、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ることができ、重量平均分子量が400〜4000の範囲、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。
【0041】
さらに、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い。この場合、これらのブレンド比率が、重量比で95:5〜20:80の範囲、特には90:10〜50:50の範囲となるよう用いることが好適である。
【0042】
また、上記ポリオール成分とともに、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これらの誘導体を併用することもできる。
【0043】
これらポリオール成分およびポリイソシアネート成分は、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い。その方法としては、ポリオールおよび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℃、好ましくは40〜70℃にて、6〜240時間、好ましくは24〜72時間保温する方法が挙げられる。
【0044】
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(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、二種以上を組合せて用いてもよい。
【0045】
ローラ部材に導電性を付与する場合には、ポリウレタン原料等の液状原料中に導電材を加えることができる。導電材にはイオン導電材と電子導電材があり、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ミ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また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。また、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。これら導電材を適宜添加することで、ローラ部材の体積固有抵抗を調整することができる。
【0046】
また、ポリウレタン原料等の液状原料中には、用途に応じて、上記導電材の他、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、電荷調整剤などを適宜添加することができる。このうち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を好適に用いることができ、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。また、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。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリウレタン原料100重量部に対して好ましくは0.1〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部である。
【0047】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例および比較例
図1に示す筒形状の金型10として、SUS製のパイプ(内径φ16.0mm、外径φ20.0mm)の内周面(表面平均粗さRa:3.2μm以下)に、下記の表1中に示すベース樹脂中に同表1中に示す添加物が分散されてなるコーティング層を膜厚5〜10μmにてスプレーコーティングにより形成したものを作製した。この金型10を図3に示す製造装置に組み込んで、以下の手順に従い、ローラ部材サンプルを作製した。
【0048】
〈サンプル作製〉
▲1▼図示する製造装置に、外径6mmの金属シャフト12をあらかじめセットして、金型10を80℃に予熱しておいた。
▲2▼ローラ形状(外径φ16mm)で硬度(アスカ−C)40〜50°になるよう調整した発泡ポリウレタン原料を、金型10内に注入した。
▲3▼その後、発泡ポリウレタン原料が漏れないように金型10を完全に密閉して、110℃で30分硬化させた。密閉の操作は、製造装置のベントホール17から発泡ポリウレタン原料が流出し始めた時点で、キャップ部材16を押し上げて、金属シャフト12の上方の栓状部材13aおよび下方の栓状部材13bを順次圧入部14aおよび14bに圧入することにより、金型10の上方開口部および下方開口部を閉塞することにより行った(図3、図4参照)。
▲4▼30分後に取り出して、モールド温度が25℃以下に下がるまで放置して、脱型力測定サンプルを得た。
【0049】
〈脱型力測定〉
図5に示すように、金型10を縦置きに配置して、金属軸12を矢視方向に押すことにより、ローラ部材サンプルを脱型した。このときにかかる力を以下のようにして引っ張り圧縮試験機で測定した。
【0050】
図6に、引っ張り圧縮試験機におけるサンプルの移動距離と脱型力との関係を表すローラ脱型時の荷重曲線を示す。図示する点線で囲んだ部分に当る、脱型力値の最大値を最大脱型力として、上記サンプル作製の手順を繰り返すことにより、金型を繰り返し使用した際の脱型回数の増大に伴う最大脱型力の変動を評価した。初期最大脱型力の値を下記の表1中に、脱型回数と脱型力との関係を図7に、夫々示す。なお、図7中、脱型回数50回未満でグラフが途切れているものについては、その時点で型からのサンプルの脱型ができなくなり、金型が実質的に使用不能になったことを示している。
【0051】
【表1】

Figure 2005014489
【0052】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、特に、実質的に加圧下で一体成形を行う手法に用いる場合でも、脱型時に要する力を低減することができ、高性能のローラ部材を歩留よく製造することができるローラ部材製造用金型、および、それを用いたローラ部材の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一例のローラ部材製造用金型を示す概略斜視図である。
【図2】図1のローラ部材製造用金型の内表面近傍を示す拡大部分断面図である。
【図3】(イ)、(ロ)は、本発明に係るローラ部材の製造装置を示す概略断面図である。
【図4】(イ)、(ロ)は、夫々図3中のA−A’線、B−B’線に沿う断面図である。
【図5】実施例におけるローラ部材の脱型力測定に係る説明図である。
【図6】引っ張り圧縮試験機におけるローラの移動距離と脱型力との関係を表すローラ脱型時の荷重曲線のグラフである。
【図7】実施例および比較例の脱型回数と脱型力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ベース樹脂(FEP樹脂)
2 樹脂粒子
3 コーティング層
10 金型
11 内周面
12 軸
13a,13b 栓状部材
14a,14b 圧入部
15a 上方端部
15b 下方端部
16 キャップ部材
17 ベントホール
18 上部キャップ
20 注入ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a roller member manufacturing mold (hereinafter also simply referred to as “mold”) used in an image forming apparatus and the like and a roller member manufacturing method. The present invention relates to a roller member manufacturing die used in a method of integrally forming a shaft and a foam layer by pouring and heat-curing, and a method of manufacturing a roller member using the same.
[0002]
[Prior art]
In electrophotographic apparatuses and electrostatic recording apparatuses such as copying machines, printers and facsimiles, developing rollers, toner supply rollers, and cleaning rollers are used in each process of development, toner layer formation, cleaning, paper feeding, and conveyance in the electrophotographic process. Various roller members such as a paper feed roller and a conveyance roller fulfill various frame ratios.
[0003]
These roller members have a structure in which an elastic body layer made of a rubber material or a resin material is supported on the outer periphery of the shaft. In particular, the elastic body layer is made of a foam made of a low-elastic polymer elastic foam. Many formed roller members having a foam layer are used. In a roller member provided with such a foam layer, it is important that the foam layer has a fine and uniform cell structure over the entire member, thereby achieving uniform hardness.
[0004]
As a method of manufacturing such a roller member, a method of forming a foam layer by integral molding with a shaft using a mold in which a shaft is previously arranged is generally used. In order to obtain good roller performance, various methods are available. Manufacturing methods have been studied and proposed. Among them, from the viewpoint of ease of post-processing and the like, a method of obtaining a final shape as a roller member by molding using a cylindrical mold has become the mainstream recently.
[0005]
In such a mold, it is well known that the inner surface is coated with a fluororesin or the like to impart releasability. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene Various fluororesin materials such as a polymer (FEP) and a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) are used as a coating material. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 describe the technique related to the coating of the mold, and the present applicant has also proposed a technique related to the improvement of the coating (see, for example, Patent Document 3). ).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-7-80876 (claims, etc.)
[Patent Document 2]
JP-A-10-15976 ([0016] etc.)
[Patent Document 3]
JP 2002-326239 A (Claims etc.)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As a result of studying the roller member manufacturing method using the above-described mold, the present inventors have found that a mold is formed immediately after liquid raw material injection in order to achieve a fine and uniform cell structure and uniform hardness. It has been found that it is effective to perform heat-curing in a state where the mold is sealed and the pressure is substantially applied to the inside of the mold. However, it has been found that when this method is used, a new problem arises that the force required for demolding becomes very large.
[0008]
In the conventional manufacturing method, by using a mold to which the above-described conventional fluororesin coating is applied, it is possible to remove the obtained roller member without any problem and about 0.5 N at the maximum. I was able to demold with the power of. However, in the case of a roller member obtained by molding under pressure, a force of about 5 to 10 N, which is about 10 to 20 times the conventional value, is required at the time of demolding. In some cases, manufacturing defects such as falling off occurred.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to reduce the force required at the time of demolding even when used in a method of performing integral molding substantially under pressure, and to produce a high-performance roller member with high yield. An object of the present invention is to provide a roller member manufacturing die excellent in releasability and a method for manufacturing a roller member using the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have intensively studied various coating materials such as PTFE, PFA, FEP and the like. As a result, the following configuration is used for integral molding under pressure. Even in such a case, it has been found that the mold can be easily removed with a small force, and a high-performance roller member can be produced with a high yield, and the present invention has been completed.
[0011]
In order to solve the above problems, the roller member manufacturing die of the present invention has a cylindrical shape, and is a roller used in a molding process in which a foam layer is integrally formed on the outer periphery of a shaft by foaming and curing of a liquid raw material. In molds for manufacturing parts,
A coating layer formed by dispersing resin particles containing a fluororesin in a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer as a base resin is formed on at least a region of the inner peripheral surface that is in contact with the foam layer, The particle diameter of the resin particles is larger than the maximum film thickness of the base resin in the coating layer.
[0012]
As the resin particles, those made of PTFE can be preferably used. The particle diameter of the resin particles is preferably not more than 3 times the maximum film thickness of the base resin. Furthermore, the film thickness of the base resin is preferably 5 to 10 μm.
[0013]
The roller member manufacturing method of the present invention is a method in which a foamed liquid raw material is poured into the mold, heated and hardened in a state where the shaft penetrates the center line of the cylindrical mold. Thus, in the roller member manufacturing method including a molding step of forming a foam layer on the outer periphery of the shaft, the roller member manufacturing mold according to the present invention is used as the mold. .
[0014]
In the production method of the present invention, immediately after injecting a predetermined amount of the liquid raw material into the mold, both ends of the mold are closed and the liquid raw material is heated while the mold is sealed. It is more effective when curing. In particular, it can be suitably applied to the production of a polyurethane foam roller member using a polyurethane raw material as the liquid raw material.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
In FIG. 1, the schematic perspective view of the metal mold | die 10 for roller member manufacture of this invention is shown. As shown in the figure, the mold 10 of the present invention has a cylindrical shape, and is used in a molding process in which a foam layer is integrally formed on the outer periphery of a shaft by foaming and curing a liquid raw material.
[0016]
FIG. 2 shows an enlarged partial sectional view of the vicinity of the surface of the inner peripheral surface 11 of the mold 10. As shown in the figure, a coating layer 3 in which resin particles 2 containing a fluororesin are dispersed in FEP as a base resin 1 is formed on the inner peripheral surface 11 of the mold 10. The coating layer 3 has a particle diameter larger than the maximum film thickness of the FEP resin 1.
[0017]
That is, when the maximum film thickness of the FEP resin 1 in the coating layer 3 is A and the particle diameter of the resin particles 2 is B, the following formula is given between A and B:
A <B
The relationship expressed by As shown in the drawing, in this way, in the coating layer 3, the resin particles 2 protrude from the surface of the FEP resin 1 serving as a base. Therefore, due to the effect of the resin particles 2, the releasability can be remarkably improved as compared with the case of a single coating layer such as a conventional FEP resin, and the demolding force is reduced to a practical level. be able to. When the particle diameter B of the resin particles 2 is equal to or less than the maximum film thickness A of the FEP resin 1, the dispersion effect of the resin particles 2 cannot be obtained and the demolding force cannot be reduced. Further, although there are various types of resin materials used as coating materials, according to the study by the present inventors, by using resin particles containing FEP resin and fluororesin as a combination of base resin and dispersed particles, No releasability improvement effect can be obtained.
[0018]
In particular, between the maximum film thickness A of the FEP resin 1 and the particle diameter B of the resin particles 2, the following formula:
B ≦ 3A
It is preferable that the relationship represented by If the particle diameter B is larger than 3 times the maximum film thickness A, the effect of reducing the demolding force can be obtained, but the resin particles 2 can easily fall out of the FEP resin 1, and the coating layer 3 Durability will be reduced.
[0019]
Although it does not specifically limit as a material of the resin particle 2, It is necessary to contain a fluororesin, and it is preferable to consist of a fluororesin especially. Examples of such a fluororesin include PTFE, HFP-TFE-VDF (hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride), PE-PTFE and PVdF (polyvinylidene fluoride). It is particularly preferable to use the resin particles.
[0020]
The coating layer 3 is provided at least in a region of the inner peripheral surface 11 of the mold 10 that is in contact with the foam layer, that is, a region corresponding to a portion that is filled with the liquid raw material when the mold is used. , Provided in the entire inner peripheral surface area of the mold 10. Thereby, the reduction effect of demolding force can be acquired. The film thickness of the FEP resin 1 as the base resin in the coating layer 3 is preferably 5 to 10 μm. If this film thickness is too thin, sufficient releasability cannot be obtained. On the other hand, if it is too thick, no further effect can be expected, and the cost is deteriorated. Therefore, the suitable range of the particle diameter B of the resin particle 2 that satisfies the above conditions is about 20 to 30 μm. Furthermore, the addition amount of the resin particles 2 with respect to the FEP resin 1 as the base resin can be about 5 to 20% by weight, preferably about 10% by weight. If the addition amount of the resin particles 2 is too small, the desired effect of reducing the demolding force cannot be obtained. On the other hand, if the addition amount is too large, no further effect can be expected, and the cost is deteriorated.
[0021]
The material of the mold 10 is not particularly limited, and in addition to metals such as iron, copper, aluminum, and stainless steel, ceramics can be used, but stainless steel is the most suitable in terms of strength, cost, etc. It is. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also in the formation method of a coating layer, For example, techniques, such as spray coating, can be used.
[0022]
The method for producing a roller member according to the present invention comprises injecting a liquid raw material previously foamed into a mold with the shaft penetrating on the center line of a cylindrical mold, and heating and curing the shaft. In the molding step of forming the foam layer on the outer periphery of the metal, other manufacturing conditions and the like are not particularly limited as long as the mold 10 of the present invention is used. it can.
[0023]
In particular, in the manufacturing method of the present invention, immediately after a predetermined amount of liquid raw material is injected into the mold 10, the opening of both ends is closed and the liquid raw material is heated and cured in a state where the mold 10 is sealed. It is effective when using the technique to do. Since the liquid raw material inside the closed mold is cured under a substantially pressurized state, free expansion of the liquid raw material at the time of curing is suppressed, the cell diameter is small, and the cell diameter and Although a foam layer with less variation in hardness is formed, on the other hand, since it is compressed in the mold, a very large force is required for demolding. By applying the technique of the present invention to this method, the force required for demolding the compressed foam layer can be reduced, and a high-performance roller member can be easily manufactured.
[0024]
In order to perform the molding process in the sealed state as described above, for example, a roller member manufacturing apparatus as shown in FIG. 3 can be used. The apparatus shown in the figure includes a mold 10 of the present invention as a main body, and includes plug-like members 13a and 13b that are respectively attached to both ends of a shaft 12 disposed on the center line thereof, and these plug-like members 13a and 13b. Are formed in a shape capable of substantially closing the corresponding both-end openings of the mold 10. In the illustrated example, the upper plug-like member 13a is press-fitted into the press-fit portion 14a, and the lower plug-like member 13b is press-fitted into the press-fit portion 14b.
[0025]
Here, the press-fitting portion 14 b into which the lower plug-like member 13 b is press-fitted is formed by the inner peripheral surface of the cap member 16 having a substantially cylindrical shape inserted into the lower end portion 15 b of the mold 10. That is, as shown in the drawing, the inner peripheral surface of the cap member 16 is formed in a stepped shape with a decreasing inner diameter from the upper side to the lower side, and the corresponding plug-like member 13b is fitted on the inner peripheral surface of the maximum diameter. The plug-like member 13b can be press-fitted as the press-fitting portion 14b on the other inner peripheral surface. The step shape is formed in at least three steps as shown in the drawing in order to smoothly perform the sealing operation described later.
[0026]
4A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1A, that is, the inner peripheral surface of the cap member 16 having the maximum diameter. As shown in the drawing, a longitudinal groove-shaped vent hole 17 is provided on the inner peripheral surface of this portion of the cap member 16. By providing the vent hole 17, the flow of the liquid material to be injected can be made smooth to prevent the occurrence of air accumulation, and the mold 10 can be reliably filled with the liquid material. Further, when the mold 10 is filled with the liquid material, the liquid material starts to flow out of the vent hole 7 instead of air. Therefore, the mold 10 can be sealed with the start of the flow of the liquid material as a signal. it can. It is preferable to provide the vent holes 17 at regular intervals in the circumferential direction of the cap member 16, and in particular, as shown in the figure, at least four vent holes 17 are provided at regular intervals in the circumferential direction, so that the occurrence of air accumulation is more effective. Therefore, the mold 10 can be filled with the liquid raw material more uniformly and smoothly.
[0027]
In the illustrated example, a substantially cylindrical upper cap 18 is attached to the upper end 15a of the mold 10, and the inner peripheral surface of the upper cap 18 is press-fitted into the plug-like member 13a. Part 14a is formed. The upper cap 18 has an inner diameter corresponding to the diameter of the injection nozzle in the upper part, has an inner diameter in which the stopper member 13a can be press-fitted in the lower part, and engages the stopper member 13a with the mold 10 sealed. There are no particular restrictions on the shape, structure, material, etc., as long as it can be stopped. Similarly, the plug-like members 13a and 13b and the cap member 16 are not particularly limited as long as the above-described conditions are satisfied. As a material of these members, for example, a resin material such as polypropylene (PP) can be used.
[0028]
As a procedure for sealing the mold 11 with the shaft 12 immediately after the liquid raw material is injected using the apparatus shown in the figure, first, as shown in FIG. 3 (a), the plug-like member 13b below the shaft 12 is a cap member. In the state where it is inserted into the maximum inner diameter surface of 16 (corresponding to the AA ′ cross section shown in FIG. 4 (a)), it is pre-foamed from the upper opening to the inside of the mold 10 using the injection nozzle 20. Inject liquid raw material. At this time, the plug-like member 13a above the shaft 12 is in a free state, and the shaft 12 is supported only by the lower plug-like member 13b.
[0029]
When the liquid raw material is filled in the mold 10 and the liquid raw material starts to flow out of the vent hole 17 (see FIG. 4A), the cap member 16 is pushed up to start sealing the mold 10. When the cap member 16 is pushed up, the shaft 12 is pushed up together with the cap member 16, so that the plug-like member 13a above the shaft 12 is press-fitted into the press-fitting portion 14a via the shaft 12, and is first on the liquid material injection side. The upper opening of the mold 10 is closed. When the cap member 16 is further pushed up, the lower plug-like member 13b then moves in the cap member 16 and from the maximum diameter inner peripheral surface (cross section AA ′ in FIG. The other inner peripheral surface with a small diameter (cross section BB ′ in FIG. 3 (a), press-fitting portion 14b) is pushed in (see FIG. 3 (b)). As shown in FIG. 4B, since no vent hole is provided in the inner peripheral surface corresponding to the BB ′ cross section of the cap member 16, the plug-like member 13b is press-fitted into the press-fit portion 14b. As a result, the lower opening of the mold 10 is also substantially closed, thereby sealing the mold 10. Thereafter, by heating and curing the liquid raw material under pressure in a sealed state, a roller member having a uniform and fine cell structure and less hardness variation can be obtained.
[0030]
Here, the timing at which the cap member 16 is pushed up is immediately after the mold 10 is filled with a predetermined amount of the liquid material corresponding to the volume, and actually the liquid material flows out of the vent hole 17 even a little. The push-up may be started at the time when the operation starts. Accordingly, it is possible to manufacture the roller member with a high yield while eliminating waste of the liquid raw material.
[0031]
Further, as shown in FIG. 3 (b), in this apparatus, when the liquid material injection side opening and the opposite side opening of the mold 10 are respectively closed by the corresponding plug-like members 13a and 13b, The mold side end surface X of the cap member 16 and the mold side end surface Y of the lower plug-shaped member 13b form substantially the same plane. As shown in the figure, this allows the lower end surface of the roller member to be molded to be formed into a flat surface without unevenness, thereby eliminating waste of raw materials and preventing the generation of burrs.
[0032]
In the above description, the procedure for sealing by pushing up the cap member 16 with the mold 10 fixed is shown. However, in the illustrated apparatus, the cap member 16 is fixed and the upper cap 18 is fixed. It is also possible to perform sealing by pushing down the mold 10 together. Also in this case, the flow of the sealing operation is the same as described above.
[0033]
Further, the material of the shaft of the roller member that can be used in the present invention and the composition of the liquid raw material are not particularly limited, and a commonly used material can be appropriately used. For example, a metal shaft is used as the shaft. By using a polyurethane raw material as the liquid raw material, a roller member having a structure in which a polyurethane foam layer is supported on the outer periphery of the shaft can be obtained. As such a polyurethane raw material, for example, the following polyisocyanate component and polyol component can be used.
[0034]
As the polyisocyanate component, aromatic isocyanate, aliphatic isocyanate, alicyclic isocyanate, and derivatives thereof can be used. Among them, aromatic isocyanate and derivatives thereof, particularly tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, and these Derivatives are preferably used.
[0035]
Examples of tolylene diisocyanate and derivatives thereof include crude tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate. These urea-modified products, burette-modified products, carbodiimide-modified products, and the like are used.
[0036]
As diphenylmethane diisocyanate and its derivatives, for example, diphenylmethane diisocyanate and its derivatives obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane and its derivatives are used. Examples of the derivatives of diaminodiphenylmethane include polynuclear bodies, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane, polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from a polynuclear body of diaminodiphenylmethane, and the like can be used. Regarding the number of functional groups of polymeric diphenylmethane diisocyanate, a mixture of pure diphenylmethane diisocyanate and polymeric diphenylmethane diisocyanate having various functional groups is usually used, and the average number of functional groups is preferably 2.05 to 4.00, more preferably 2. .50 to 3.50 are used. Derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates and derivatives thereof, such as urethane modified products modified with polyols, dimers formed by uretidione formation, isocyanurate modified products, carbodiimide / uretonimine modified products, allophanate modified products , Urea-modified products, burette-modified products, and the like can also be used. Further, several types of diphenylmethane diisocyanate and derivatives thereof may be blended.
[0037]
As the polyol component, polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, polytetramethylene ether glycol, polyester polyol obtained by condensing acid component and glycol component, polyester polyol obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, polycarbonate diol, etc. are used. be able to.
[0038]
Examples of polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide include water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, and methylglucotite. , Aromatic diamine, sorbitol, sucrose, phosphoric acid, etc. as starting materials, and those obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. Particularly, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane. Those starting from hexanetriol are preferred. Regarding the ratio of ethylene oxide and propylene oxide to be added and the microstructure, the ratio of ethylene oxide is preferably 2 to 95% by weight, more preferably 5 to 90% by weight, and ethylene oxide is added to the terminal. preferable. In addition, the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random.
[0039]
The molecular weight of the polyether polyol is bifunctional when water, propylene glycol, or ethylene glycol is used as a starting material, and preferably has a weight average molecular weight in the range of 300 to 6000, preferably in the range of 400 to 3000. Is more preferable. Further, when glycerin, trimethylolpropane, and hexanetriol are used as starting materials, they are trifunctional, and those having a weight average molecular weight in the range of 900 to 9000 are preferable, and those in the range of 1500 to 6000 are more preferable. Furthermore, a bifunctional polyol and a trifunctional polyol can be appropriately blended and used.
[0040]
Polytetramethylene ether glycol can be obtained, for example, by cationic polymerization of tetrahydrofuran, and those having a weight average molecular weight in the range of 400 to 4000, particularly in the range of 650 to 3000 are preferably used. It is also preferable to blend polytetramethylene ether glycols having different molecular weights. Furthermore, polytetramethylene ether glycol obtained by copolymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide can also be used.
[0041]
Further, it is also preferable to use a blend of polytetramethylene ether glycol and a polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. In this case, it is preferable to use such a blend ratio so that the weight ratio is in the range of 95: 5 to 20:80, particularly 90:10 to 50:50.
[0042]
In addition to the polyol component, a polymer polyol obtained by modifying the polyol with acrylonitrile, a polyol obtained by adding melamine to the polyol, a diol such as butanediol, a polyol such as trimethylolpropane, or a derivative thereof may be used in combination.
[0043]
These polyol component and polyisocyanate component may be used by prepolymerizing polyol with polyisocyanate in advance. As the method, a polyol and a polyisocyanate are put in a suitable container, sufficiently stirred, and kept at 30 to 90 ° C., preferably 40 to 70 ° C. for 6 to 240 hours, preferably 24 to 72 hours. Is mentioned.
[0044]
Catalysts used for the curing reaction of polyurethane raw materials include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine, tetra Triamines such as methylguanidine, triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, cyclic amines such as methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methylhydroxy Alcohol amines such as ethyl piperazine and hydroxyethyl morpholine; (Dimethylaminoethyl) ether, ether amines such as ethylene glycol (dimethyl) aminopropyl ether, stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyl And organometallic compounds such as tin marker peptide, dioctyl tin thiocarboxylate, phenylmercury propionate and lead octenoate. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
[0045]
When imparting conductivity to the roller member, a conductive material can be added to a liquid material such as a polyurethane material. Conductive materials include ionic conductive materials and electronic conductive materials, and ionic conductive materials include octadecyltrimethylammonium such as dodecyltrimethylammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and lauryltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium and stearyltrimethylammonium. , Ammonium perchlorate such as benzyltrimethylammonium and modified aliphatic dimethylethylammonium, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, alkylsulfate, carboxylic acid Organic ionic conductive materials such as salts and sulfonates; perchlorates, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodates, and borates of alkali metals or alkaline earth metals such as lithium, sodium, calcium, and magnesium Hydroiodide, trifluoromethyl sulfate, and inorganic ion conductive material such as sulfonate. Further, as the electronic conductive material, conductive carbon black such as ketjen black, acetylene black, etc .; carbon black for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, MT; for ink such as oxidized carbon black Carbon 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, Examples thereof include conductive whiskers such as conductive barium titanate whiskers, conductive titanium oxide whiskers, and conductive zinc oxide whiskers. By appropriately adding these conductive materials, the volume specific resistance of the roller member can be adjusted.
[0046]
In addition, in liquid raw materials such as polyurethane raw materials, in addition to the above conductive materials, fillers such as inorganic carbonates, foam stabilizers such as silicone foam stabilizers and various surfactants, phenol and phenylamine, depending on applications. An antioxidant such as an anti-friction agent, a friction reducing agent, a charge adjusting agent and the like can be appropriately added. Among these, as the silicone foam stabilizer, a dimethylpolysiloxane / polyoxyalkylene copolymer or the like can be suitably used, and comprises a dimethylpolysiloxane moiety having a molecular weight of 350 to 15000 and a polyoxyalkylene moiety having a molecular weight of 200 to 4000. Those are particularly preferred. The molecular structure of the polyoxyalkylene moiety is preferably an addition polymer of ethylene oxide or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and its molecular terminal is preferably ethylene oxide. Examples of the surfactant include cationic surfactants, anionic surfactants, ionic surfactants such as amphoteric, and nonionic surfactants such as various polyethers and various polyesters. The blending 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 with respect to 100 parts by weight of the polyurethane raw material.
[0047]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
Examples and comparative examples As the cylindrical mold 10 shown in Fig. 1, the inner peripheral surface (surface average roughness Ra: 3.3) of a SUS pipe (inner diameter φ 16.0 mm, outer diameter φ 20.0 mm). 2 μm or less) was prepared by spray coating with a coating layer having a thickness of 5 to 10 μm in which the additive shown in Table 1 was dispersed in the base resin shown in Table 1 below. The mold 10 was assembled in the manufacturing apparatus shown in FIG. 3 and a roller member sample was produced according to the following procedure.
[0048]
<Sample preparation>
(1) A metal shaft 12 having an outer diameter of 6 mm was set in advance in the manufacturing apparatus shown in the figure, and the mold 10 was preheated to 80 ° C.
(2) A foamed polyurethane raw material adjusted to have a roller shape (outer diameter φ16 mm) and a hardness (Asuka-C) of 40 to 50 ° was poured into the mold 10.
(3) Thereafter, the mold 10 was completely sealed so that the foamed polyurethane raw material did not leak and cured at 110 ° C. for 30 minutes. In the sealing operation, when the foamed polyurethane raw material starts to flow out from the vent hole 17 of the manufacturing apparatus, the cap member 16 is pushed up, and the plug-like member 13a above the metal shaft 12 and the plug-like member 13b below are sequentially press-fitted. This was performed by closing the upper opening and the lower opening of the mold 10 by press-fitting into the portions 14a and 14b (see FIGS. 3 and 4).
(4) The sample was taken out after 30 minutes and allowed to stand until the mold temperature dropped to 25 ° C. or lower to obtain a sample for measuring mold release force.
[0049]
<Demolding force measurement>
As shown in FIG. 5, the roller member sample was demolded by placing the mold 10 vertically and pushing the metal shaft 12 in the direction of the arrow. The force applied at this time was measured with a tensile compression tester as follows.
[0050]
FIG. 6 shows a load curve at the time of roller demolding, which represents the relationship between the sample moving distance and the demolding force in the tensile compression tester. The maximum value associated with the increase in the number of demolding when the mold is used repeatedly by repeating the above sample preparation procedure with the maximum demolding force value corresponding to the portion surrounded by the dotted line shown in the figure as the maximum demolding force. The variation of demolding force was evaluated. The values of the initial maximum demolding force are shown in Table 1 below, and the relationship between the demolding frequency and the demolding force is shown in FIG. In addition, in FIG. 7, for the case where the graph is interrupted when the number of demolding is less than 50 times, it indicates that the mold cannot be removed from the mold at that time, and the mold becomes substantially unusable. ing.
[0051]
[Table 1]
Figure 2005014489
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the force required at the time of demolding can be reduced even when used in a method of performing integral molding substantially under pressure. It is possible to realize a roller member manufacturing die that can be manufactured satisfactorily and a method of manufacturing a roller member using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a roller member manufacturing die according to an example of the present invention.
2 is an enlarged partial cross-sectional view showing the vicinity of the inner surface of the roller member manufacturing mold in FIG. 1; FIG.
FIGS. 3A and 3B are schematic cross-sectional views showing a roller member manufacturing apparatus according to the present invention. FIGS.
4A and 4B are cross-sectional views taken along lines AA ′ and BB ′ in FIG. 3, respectively.
FIG. 5 is an explanatory diagram relating to measurement of a demolding force of a roller member in an example.
FIG. 6 is a graph of a load curve at the time of roller demolding showing the relationship between the moving distance of the roller and the demolding force in the tensile compression tester.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of demolding and the demolding force in Examples and Comparative Examples.
[Explanation of symbols]
1 Base resin (FEP resin)
2 Resin particles 3 Coating layer 10 Mold 11 Inner peripheral surface 12 Shafts 13a, 13b Plug-like members 14a, 14b Press-fit portion 15a Upper end portion 15b Lower end portion 16 Cap member 17 Vent hole 18 Upper cap 20 Injection nozzle

Claims (7)

筒形状を有し、液状原料の発泡、硬化により、軸の外周に発泡体層を一体成形する成形工程に用いられるローラ部材製造用金型において、
内周面の、少なくとも前記発泡体層と接触する領域に、ベース樹脂としてのテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体中にフッ素樹脂を含む樹脂粒子が分散されてなるコーティング層が形成され、該樹脂粒子の粒子径が、該コーティング層における前記ベース樹脂の最大膜厚より大きいことを特徴とするローラ部材製造用金型。
In the mold for roller member production, which has a cylindrical shape and is used in a molding process in which a foam layer is integrally formed on the outer periphery of a shaft by foaming and curing a liquid raw material.
A coating layer in which resin particles containing a fluororesin are dispersed in a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer as a base resin is formed on at least a region of the inner peripheral surface that is in contact with the foam layer, A roller member manufacturing mold, wherein the particle diameter of the resin particles is larger than the maximum film thickness of the base resin in the coating layer.
前記樹脂粒子がPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)からなる請求項1記載のローラ部材製造用金型。2. The roller member manufacturing die according to claim 1, wherein the resin particles are made of PTFE (polytetrafluoroethylene). 前記樹脂粒子の粒子径が、前記ベース樹脂の最大膜厚の3倍以下である請求項1または2記載のローラ部材製造用金型。The roller member manufacturing die according to claim 1 or 2, wherein a particle diameter of the resin particles is three times or less of a maximum film thickness of the base resin. 前記ベース樹脂の膜厚が5〜10μmである請求項1〜3のうちいずれか一項記載のローラ部材製造用金型。The roller member manufacturing die according to any one of claims 1 to 3, wherein the base resin has a thickness of 5 to 10 µm. 筒形状の金型の中心線上に軸が貫設された状態で、あらかじめ発泡させた液状原料を該金型の内部に注入し、加熱、硬化させることにより、前記軸の外周に発泡体層を形成する成形工程を含むローラ部材の製造方法において、前記金型として、請求項1〜4のうちいずれか一項記載のローラ部材製造用金型を用いることを特徴とするローラ部材の製造方法。A foam material layer is formed on the outer periphery of the shaft by injecting a liquid raw material previously foamed into the mold with the shaft penetrating the center line of the cylindrical mold, and heating and curing. In the manufacturing method of the roller member including the formation process to form, The manufacturing method of the roller member characterized by using the metallic mold for roller member manufacture as described in any one of Claims 1-4 as said metallic mold. 前記金型の内部に前記液状原料を所定量注入した直後に、該金型の両端開口部を閉塞して、該金型を密閉した状態にて前記液状原料の加熱硬化を行う請求項5記載の製造方法。6. The liquid raw material is heat-cured in a state where both ends of the mold are closed and the mold is sealed immediately after a predetermined amount of the liquid raw material is injected into the mold. Manufacturing method. 前記液状原料として、ポリウレタン原料を用いる請求項5または6記載の製造方法。The production method according to claim 5 or 6, wherein a polyurethane raw material is used as the liquid raw material.
JP2003184558A 2003-06-27 2003-06-27 Roller member manufacturing mold and roller member manufacturing method Expired - Fee Related JP4169648B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003184558A JP4169648B2 (en) 2003-06-27 2003-06-27 Roller member manufacturing mold and roller member manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003184558A JP4169648B2 (en) 2003-06-27 2003-06-27 Roller member manufacturing mold and roller member manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005014489A true JP2005014489A (en) 2005-01-20
JP4169648B2 JP4169648B2 (en) 2008-10-22

Family

ID=34184288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003184558A Expired - Fee Related JP4169648B2 (en) 2003-06-27 2003-06-27 Roller member manufacturing mold and roller member manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4169648B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007276197A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Bridgestone Corp Roller mold manufacturing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007276197A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Bridgestone Corp Roller mold manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4169648B2 (en) 2008-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6096425B2 (en) Manufacturing method of toner supply roller
JP5144969B2 (en) Toner supply roller and manufacturing method thereof
JP4169648B2 (en) Roller member manufacturing mold and roller member manufacturing method
JP2008033100A (en) Toner supply roller
JP2002361649A (en) Method for manufacturing polyurethane foam roller
CN106605176A (en) Roller and image forming apparatus using same
JP2007293007A (en) Method of manufacturing foam roller and foam roller
JP4162225B2 (en) Roller member manufacturing apparatus and manufacturing method
JP2005127480A (en) Manufacturing method of roller member
JP3957141B2 (en) Toner supply roller and image forming apparatus
JP4678766B2 (en) Conductive roller
JP5121317B2 (en) Development roller
JP2002040830A (en) Method for manufacturing transfer roller
JP2002113727A (en) Method for manufacturing polyurethane foam roller and image forming apparatus
JP2001341139A (en) Producing method for elastic member and imaging device
JP2001304245A (en) Foam body roller
JP2001310851A (en) Foaming body roller
JP2005103901A (en) Mold for manufacturing roller member
JP5083940B2 (en) Charging roller and manufacturing method thereof
JP2009045770A (en) Manufacturing method of elastic roller
JP5129984B2 (en) Elastic roller manufacturing method, elastic roller, and image forming apparatus using the same
JP3957140B2 (en) Toner supply roller and image forming apparatus
JPWO2003051967A1 (en) Method for producing polymer foam, member for image forming apparatus, and image forming apparatus
JP2002072624A (en) Method for manufacturing electrifying roller
JP2007192874A (en) Conductive roller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060414

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080502

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080701

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080805

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080805

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4169648

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees