JP2007079111A - Roller for image forming apparatus, method for manufacturing roller, and molding die for manufacturing roller - Google Patents

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陽子 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a roller for an image forming apparatus which is incorporated and used in a copying machine or the like using electrophotographic or electrostatic recording technique, which stably obtains a surface suitable for the opening of a cell without requiring a troublesome step in order to maintain the surface property of a die in the manufacture of the roller on whose surface the cell is opened, by which excellent performance is obtained by making stable mold releasability compatible with the opening property of the cell, and a method for manufacturing the roller and a molding die for manufacturing the roller. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the roller for the image forming apparatus having a core bar and one or more polyurethane foam layers formed on the core bar, includes: a step for arranging the core bar and providing a coating film constituted by hardening liquid silicone rubber inside a die used by injecting material liquid of the polyurethane foam layer; and a step for foaming and molding the material liquid of the polyurethane foam layer in the metallic die. The roller for the image forming apparatus and the molding die for manufacturing it are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置に装着して使用される表面セルが開口した発泡体ローラ、例えば帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ及びクリーニングローラ等に好適に利用できる画像形成装置用ローラ、該画像形成装置用ローラの製造方法、その際に使用する画像形成装置用ローラの製造用成形金型に関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides an image forming apparatus roller that can be suitably used for a foam roller having an open surface cell that is mounted on an image forming apparatus, such as a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a toner supply roller, and a cleaning roller. The present invention also relates to a method for manufacturing the image forming apparatus roller, and a molding die for manufacturing the image forming apparatus roller used at that time.

近年、画像をデジタル化して扱うコンピュータ等での画像の需要が増し、これに伴いより高精細、高品位な画像が要求され、更にはカラー画像と電子写真画像の改良が求められている。これらの目的に使用されるゴム弾性を有する高分子材料を含む部材には、トナーへのストレス低減や再生画像の画質向上のためにスキンレスのポリウレタンフォームの適用が増加してきている。ポリウレタンフォームをトナー供給ローラ等の画像形成装置用弾性部材の用途に供する場合、低硬度であると同時に微細セルを有し、スキンレスの表面の均一性が要求される。例えば、トナー供給ローラにはトナーの供給やその不要分の掻き取りのために、また転写ローラには紙の搬送のためである。   In recent years, the demand for images in computers and the like that digitize images has increased, and accordingly, higher definition and higher quality images are required, and further improvements in color images and electrophotographic images are required. The use of skinless polyurethane foam has been increasing for members containing a polymer material having rubber elasticity used for these purposes in order to reduce stress on the toner and improve the quality of reproduced images. When the polyurethane foam is used for an elastic member for an image forming apparatus such as a toner supply roller, it has a low hardness and also has fine cells and requires a skinless surface uniformity. For example, the toner supply roller is for supplying toner and scraping off unnecessary portions, and the transfer roller is for conveying paper.

それらの要求を満足するローラの製法としては、例えば、トナー供給ローラでは芯金の表面にポリウレタンフォームあるいは発泡シリコーン等の弾性スポンジを担持し、その担持したスポンジの外面を加工してローラ状に成形し、ローラの表面セルが開口される。スポンジのローラ形状加工、即ち外径加工は、研磨機等の機械加工あるいは発熱したニクロム線によるカット等の溶融切断加工により行われていることが一般的である。   As a method of manufacturing a roller that satisfies these requirements, for example, in the toner supply roller, an elastic sponge such as polyurethane foam or foamed silicone is supported on the surface of the core metal, and the outer surface of the supported sponge is processed and formed into a roller shape. Then, the surface cell of the roller is opened. In general, the roller shape processing of the sponge, that is, the outer diameter processing is performed by mechanical processing such as a polishing machine, or by melt cutting processing such as cutting with a heated nichrome wire.

しかしながら、トナー供給ローラは、現像装置において、現像ローラに対してトナーを供給し、またその不要分を掻き取り、現像ローラ上に均一にトナーを供給する機能が求められているが、前記の研磨による加工方法において得られる弾性ローラにおける表面の毛羽立ちは、トナー供給ローラとしてのトナー搬送量を不安定化し、画像不良の問題を惹起する他、ローラ表面から毛羽が欠落した場合には、電子写真システムの他の部位に詰まる等の異物となり、画像不良や故障の原因となることとなる。   However, the toner supply roller is required to have a function of supplying toner to the developing roller in the developing device, scraping off unnecessary portions thereof, and supplying the toner uniformly onto the developing roller. The fluffing of the surface of the elastic roller obtained by the processing method according to the method destabilizes the toner conveyance amount as the toner supply roller and causes the problem of image defects. In addition, when the fluff is missing from the roller surface, the electrophotographic system It becomes a foreign matter such as clogging in other parts, which may cause image defects and failures.

更に、ニクロム線による加工の場合、スポンジの密度が高くて、硬い硬度のもの、更に発泡セル径が小さいものは、ニクロム線が変形したり切れ易く、加工精度が低下し易い。一方、ニクロム線に負荷がかからないように加工速度を小さくすると、ニクロム線は切れないが、ローラの生産性が低くなる。またニクロム線への通電量を多くして発熱温度を高くすると、スポンジの溶け代が大きくなって加工面が波状になり、平滑にならないという課題があった。   Further, in the case of processing with nichrome wire, when the density of the sponge is high, the hardness is hard, and the foamed cell diameter is small, the nichrome wire is easily deformed or cut, and the processing accuracy is likely to be lowered. On the other hand, if the processing speed is reduced so that no load is applied to the nichrome wire, the nichrome wire cannot be cut, but the productivity of the roller is lowered. Further, when the energization amount of the nichrome wire is increased and the heat generation temperature is increased, there is a problem that the allowance of the sponge becomes large, the processed surface becomes wavy and does not become smooth.

何れもそれら従来の表面セルが開口したローラの製法にあっては、各種の課題が内在しており、研磨や切削等製造工程が煩雑であり、更に不要部分の廃棄分が多く、寸法精度が悪い等の課題を内在している。   In any of these conventional roller manufacturing methods in which surface cells are opened, various problems are inherent, manufacturing processes such as polishing and cutting are complicated, and unnecessary parts are discarded, resulting in high dimensional accuracy. There are inherent problems such as bad.

そこで、ポリウレタンスポンジ層が、スキン層を有すると共に、該スキン層の直下に位置する各セルが開口部によってそれぞれ独立して外部に開口しているトナー供給ローラを製造する方法として、成形キャビティにおけるロール外周面を形成する型内面に、前記凹凸表面構造を与える複数の凸条に対応した凹溝が形成され、更に表面10点平均粗さ:Rzが5〜20μmとなるように調整されてなると共に、シリコーン系若しくは弗素系離型剤のコーティング層が設けられてなる成形型を用い、軟質ポリウレタンスポンジ層を形成したことを特徴とするトナー供給ローラの製造法が提案されている(特許文献1参照)。   Therefore, as a method of manufacturing a toner supply roller in which a polyurethane sponge layer has a skin layer and each cell located immediately below the skin layer is independently opened to the outside by an opening, a roll in a molding cavity is used. Concave grooves corresponding to the plurality of ridges that give the uneven surface structure are formed on the inner surface of the mold forming the outer peripheral surface, and the surface 10-point average roughness: Rz is adjusted to be 5 to 20 μm. A method of manufacturing a toner supply roller is proposed, in which a soft polyurethane sponge layer is formed using a mold provided with a coating layer of a silicone-based or fluorine-based release agent (see Patent Document 1). ).

また、内周面に反応性の基を有するシリコーンオイルを塗布した金型にウレタン材料を注入することにより、ポリウレタンフォームの表面を改質されてなるトナー供給ローラの製造方法が提案されている(特許文献2参照)。   In addition, a method for manufacturing a toner supply roller has been proposed in which the surface of a polyurethane foam is modified by injecting a urethane material into a mold coated with a silicone oil having a reactive group on the inner peripheral surface ( Patent Document 2).

しかしながら、前記特許文献1にあっては、型内面のコーティング層は一般的な離型剤であり、金型からの移行が問題となったり、成分については全く検討されていない。更に、金型を粗すと金型へのウレタンの付着といった問題が発生し易くなる場合がある。前記特許文献2にあっては、反応性の基を有するシリコーンオイルとポリウレタンフォーム材料とが反応するため、発泡成形中のポリウレタンフォーム材料に入り込み異常発泡を起こしたり、粘度が低く、流動性が良いため、成形時にシリコーンオイルが流れてしまい、ローラの表面セルに長手差ができるといった問題が起こり易い。更には、画像形成装置用ローラ表面に多量のシリコーンオイルが付着し、これらが接触する他部材やトナーを汚染することもあるので好ましくない。   However, in Patent Document 1, the coating layer on the inner surface of the mold is a general release agent, and migration from the mold becomes a problem, and the components are not studied at all. Furthermore, when the mold is roughened, problems such as adhesion of urethane to the mold may easily occur. In Patent Document 2, since the silicone oil having a reactive group reacts with the polyurethane foam material, it enters into the polyurethane foam material during foam molding, causes abnormal foaming, has a low viscosity, and has good fluidity. For this reason, silicone oil flows at the time of molding, and a problem that a longitudinal difference occurs in the surface cell of the roller is likely to occur. Furthermore, a large amount of silicone oil adheres to the surface of the roller for the image forming apparatus, which may contaminate other members and toner that come into contact with the roller.

また、主な離型剤として、離型剤膜の破壊又は型−離型剤膜界面で成形物を離型する移行型離型剤と型面に密着反応し固形膜を形成する非移行型離型剤がある。一般にポリウレタンフォームの型成形においては、移行型離型剤が用いられており、その何れの離型剤も成形物に移行するので、場合によってはローラ洗浄が必要であり、更に成形毎に離型剤の塗布と型の清掃が必要となったり、一般に前記離型剤は融点を持つので、型温が高過ぎるとフォームに混入し表面を粗し、一方型温が低過ぎると離型性が低下するといった問題がある。また、これら離型剤は、型との馴染みが悪く均一な塗布が困難な場合があり、部分的にスキン層が形成されたり脱型性が悪い部分のフォームがちぎれたりして寸法精度が悪化する場合があった。   Moreover, as a main mold release agent, a non-transition type that forms a solid film by a close contact reaction with a mold release agent and a mold release mold film at the mold-release agent film interface or a mold-release agent film interface. There is a release agent. Generally, in mold molding of polyurethane foam, a transition mold release agent is used, and any of the mold release agents is transferred to the molded product, so that in some cases, roller cleaning is necessary, and the mold release is performed for each molding. It is necessary to apply the agent and clean the mold. In general, the mold release agent has a melting point, so if the mold temperature is too high, it will mix into the foam and roughen the surface. There is a problem that it falls. In addition, these mold release agents may not be familiar with the mold and may be difficult to apply evenly, resulting in poor dimensional accuracy due to partial formation of a skin layer or tearing of the foam with poor mold release properties. There was a case.

更に、繰り返して成形すると、型内に離型剤やポリウレタンの蓄積により型の表面性が悪くなり、セル開口に適した表面粗さを安定して得られなくなったり、成形されたローラの脱型性が低下していくため、型の清掃頻度や離型剤の塗布回数が増えたりする場合があった。
特許第3536598号公報 特開2002−341642号公報
Furthermore, if molding is repeated, the surface properties of the mold deteriorate due to accumulation of release agents and polyurethane in the mold, and it becomes impossible to stably obtain the surface roughness suitable for the cell opening. In some cases, the frequency of mold cleaning and the number of times of application of the release agent may increase due to the decrease in properties.
Japanese Patent No. 3536598 JP 2002-341642 A

本発明の目的は、上記課題を解決することであり、主に、電子写真、静電記録技術を利用した複写機等に組み込まれて使用され、ローラ表面にセルが開口したローラ製造において型の表面性を維持するために煩雑な工程を要することなく、セル開口に適した表面を安定して得ることが出来て、安定した脱型性及びセル開口性を両立させ、良好な性能の得られる画像形成装置用ローラを提供することである。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and is mainly used in the manufacture of a roller in which a cell is opened on a roller surface, which is used by being incorporated in a copying machine using electrophotography or electrostatic recording technology. Without requiring complicated steps to maintain surface properties, a surface suitable for cell opening can be stably obtained, and both stable demolding and cell opening properties can be achieved, and good performance can be obtained. An image forming apparatus roller is provided.

本発明の別の目的は、上記画像形成装置用ローラの製造方法及び画像形成装置用ローラの製造用成形金型を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the roller for an image forming apparatus and a molding die for manufacturing the roller for the image forming apparatus.

本発明者らは、前記問題を解決するため鋭意研究を行い、以下の発明により前記本発明の目的を達成できることを見出した。   The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and have found that the object of the present invention can be achieved by the following invention.

本発明に従って、芯金と、該芯金上に形成された一層以上のポリウレタンフォーム層を有する画像形成装置用ローラの製造方法であって、
該芯金を配置し該ポリウレタンフォーム層の材料液を注入して用いる金型内側に液状シリコーンゴムを硬化させてなる塗布膜を設ける工程、
該金型内で該ポリウレタンフォーム層の材料液を発泡成形する工程、
を有することを特徴とする画像形成装置用ローラの製造方法が提供される。
According to the present invention, there is provided a method for producing a roller for an image forming apparatus having a cored bar and one or more polyurethane foam layers formed on the cored bar,
A step of providing a coating film formed by curing liquid silicone rubber on the inner side of a mold used by injecting a material liquid of the polyurethane foam layer by disposing the core metal;
A step of foam-molding the material liquid of the polyurethane foam layer in the mold,
A method for manufacturing a roller for an image forming apparatus is provided.

また、本発明に従って、上記の製造方法による、芯金と、該芯金上に形成された一層以上のポリウレタンフォーム層を有する画像形成装置用ローラであって、
該ポリウレタンフォーム層の密度は50kg/m以上200kg/m以下、かつ350g以下の硬度を有すると共に、該ポリウレタンフォーム層の表層部に存在する各セルの外部への平均開口径が100μm以上800μm以下であり、且つそれらセル開口面積率が該ポリウレタンフォーム層表面の20%以上であることを特徴とする画像形成装置用ローラが提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a roller for an image forming apparatus having a cored bar and one or more polyurethane foam layers formed on the cored bar according to the above manufacturing method,
The density of the polyurethane foam layer 50 kg / m 3 or more 200 kg / m 3 or less, and which has a hardness of less than or equal to 350 g, the average opening diameter of the outside of each cell existing in the surface layer of the polyurethane foam layer is 100μm or more 800μm There is provided a roller for an image forming apparatus, characterized in that the cell open area ratio is 20% or more of the surface of the polyurethane foam layer.

更に、本発明に従って、芯金と、該芯金を配置する金型本体と、該芯金両端を固定する補助金型とを有する画像形成装置用ローラの製造用成形金型であって、
該金型は、その内側に液状シリコーンゴムを硬化させてなる塗布膜を設けたことを特徴とする画像形成装置用ローラの製造用成形金型が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a molding die for manufacturing a roller for an image forming apparatus, comprising: a cored bar, a mold main body for arranging the cored bar, and an auxiliary mold for fixing both ends of the cored bar.
The mold is provided with a mold for manufacturing a roller for an image forming apparatus, characterized in that a coating film formed by curing liquid silicone rubber is provided on the inside thereof.

本発明によれば、主に、電子写真、静電記録技術を利用した複写機等に組み込まれて使用され、ローラ表面にセルが開口したローラ製造において型の表面性を維持するために煩雑な工程を要することなく、セル開口に適した表面を安定して得ることが出来るので、成形後の安定した脱型性及び、ローラ表面におけるセル開口性を両立させることが可能になり、よって良好な性能の得られる画像形成装置用ローラ、該画像形成装置用ローラの製造方法及び画像形成装置用ローラの製造用成形金型を提供することが可能となった。   According to the present invention, it is mainly used in electrophotography, a copying machine using electrostatic recording technology, etc., and is complicated to maintain the surface property of the mold in the manufacture of a roller in which cells are opened on the roller surface. Since a surface suitable for cell opening can be stably obtained without requiring a process, it is possible to achieve both stable demolding after molding and cell opening on the roller surface. It has become possible to provide a roller for an image forming apparatus capable of obtaining performance, a method for manufacturing the roller for the image forming apparatus, and a molding die for manufacturing the roller for the image forming apparatus.

次に、本発明の実施の形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

本発明は、芯金と、該芯金上に形成された一層以上のポリウレタンフォーム層を有する画像形成装置用ローラの製造方法であって、該芯金を配置し該ポリウレタンフォーム層の材料液を注入して用いる金型内側に液状シリコーンゴムを硬化させてなる塗布膜を設ける工程、該金型内で該ポリウレタンフォーム層の材料液を発泡成形する工程を有する画像形成装置用ローラの製造方法である。   The present invention relates to a method for producing a roller for an image forming apparatus having a cored bar and one or more polyurethane foam layers formed on the cored bar. A method of manufacturing a roller for an image forming apparatus, comprising: a step of providing a coating film formed by curing a liquid silicone rubber inside a mold used for injection; and a step of foaming a material liquid of the polyurethane foam layer in the mold. is there.

(シリコーンゴムについて)
シリコーンゴムは、耐熱性に優れるだけでなくゴム弾性体として復元性に優れるため寸法安定性が良好であり、更に、表面の離型性が良く、シリコーン以外のほとんどの材料は容易に剥がれる。
(About silicone rubber)
Silicone rubber not only has excellent heat resistance, but also has excellent resilience as a rubber elastic body, so that dimensional stability is good, and surface releasability is good, and most materials other than silicone are easily peeled off.

液状シリコーンゴムとしては、加工性に優れている、硬化反応に伴う副生成物の発生がないため寸法安定性が良好である、硬化後の物性が安定している等の理由から、付加反応架橋型シリコーンゴムポリマーがより好ましい。   Liquid silicone rubber has excellent processability, has no dimensional stability due to the absence of by-products associated with the curing reaction, and has been subjected to addition reaction crosslinking for reasons such as stable physical properties after curing. Type silicone rubber polymer is more preferred.

このシリコーンゴムポリマーは、例えば下記式(1)で表されるオルガノポリシロキサン、及び下記式(2)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み、更に触媒や他の添加物と適宜混合させて用いることができる。   This silicone rubber polymer contains, for example, an organopolysiloxane represented by the following formula (1) and an organohydrogenpolysiloxane represented by the following formula (2), and further mixed with a catalyst and other additives as appropriate. Can be used.

オルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが10万以上100万以下が好ましく、平均分子量は40万以上70万以下がより好ましい。更に加工特性及び得られるシリコーンゴム組成物の特性等の観点から、オルガノポリシロキサンの粘度は、下限値として10Pa・s以上が好ましく、50Pa・s以上がより好ましく、上限値としては300Pa・s以下が好ましく、250Pa・s以下がより好ましい。   Organopolysiloxane is a base polymer of a silicone rubber raw material, and the molecular weight is not particularly limited, but is preferably 100,000 or more and 1,000,000 or less, and the average molecular weight is more preferably 400,000 or more and 700,000 or less. Furthermore, from the viewpoint of processing characteristics and characteristics of the resulting silicone rubber composition, the viscosity of the organopolysiloxane is preferably 10 Pa · s or more, more preferably 50 Pa · s or more as a lower limit, and 300 Pa · s or less as an upper limit. Is preferable, and 250 Pa · s or less is more preferable.

上記オルガノポリシロキサンのアルケニル基は、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの活性水素と反応して架橋点を形成する部位であり、その種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基及びアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。   The alkenyl group of the organopolysiloxane is a site that reacts with the active hydrogen of the organohydrogenpolysiloxane to form a crosslinking point, and the type thereof is not particularly limited, but for reasons such as high reactivity with active hydrogen. , At least one of a vinyl group and an allyl group is preferable, and a vinyl group is particularly preferable.

オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は2コ以上であり、硬化反応を最適に行わせるために、3個以上のポリマーが好ましい。ポリオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子量に特に制限は無く、1000〜10000まで含有されるが、硬化反応を適切に行わせるために、比較的低分子量1000以上5000以下が好ましい。   Organohydrogenpolysiloxane functions as a crosslinking agent for addition reaction in the curing process, and the number of silicon atom-bonded hydrogen atoms in one molecule is 2 or more, and in order to perform the curing reaction optimally, Three or more polymers are preferred. There is no restriction | limiting in particular in the molecular weight of polyorganohydrogen polysiloxane, Although it contains from 1000-10000, In order to perform hardening reaction appropriately, comparatively low molecular weight 1000 or more and 5000 or less are preferable.

液状シリコーンゴムは添加剤として、架橋触媒、硬化反応遅延剤、補強充填剤及び増量剤、導電材、他の弾性体ポリマー、可塑剤、そのほか加工助剤、着色剤、紫外線吸収剤、難燃剤、耐油性向上剤、発泡剤、スコーチ防止剤、粘着付与剤、滑剤等を必要に応じて添加できる。各種添加物については、材料の粘度上昇・高硬度化等の問題が、ポリマーの架橋密度もしくはポリマー自体の粘度により調整可能な範囲であれば、より多く配合することがコストの面から考えても有利であり、実際の材料についてもできる限りコストを考慮して、上記添加物の量を可能な限り多く配合していることが知られている。   Liquid silicone rubber includes additives such as crosslinking catalysts, curing reaction retarders, reinforcing fillers and extenders, conductive materials, other elastic polymers, plasticizers, other processing aids, colorants, UV absorbers, flame retardants, Oil resistance improvers, foaming agents, scorch inhibitors, tackifiers, lubricants and the like can be added as necessary. For various additives, if the problems such as the increase in viscosity of the material and the increase in hardness are in a range that can be adjusted by the cross-linking density of the polymer or the viscosity of the polymer itself, it is possible to add more from the viewpoint of cost. It is known that the amount of the additive is blended as much as possible in consideration of the cost as much as possible for the actual material.

しかしながら、上記各種添加物の配合量を多くすることは、材料中のゴム弾性を発現するためのポリマー成分の挙動が各種添加物分子により阻害されることになり、液状シリコーンゴム中に含ませることのできる各種添加物の量としては、材料に対する補強性を確保しつつ、かつ液状シリコーンゴム中のポリマーの挙動を阻害しない範囲にすることが好ましい。   However, increasing the compounding amount of the above various additives will inhibit the behavior of the polymer component for developing rubber elasticity in the material by various additive molecules, and it should be included in the liquid silicone rubber. The amount of various additives that can be controlled is preferably in a range that does not impede the behavior of the polymer in the liquid silicone rubber while ensuring the reinforcement to the material.

(接触角について)
液状シリコーンゴムの塗布膜のエチレングリコールを用いた接触角が70度以上であることが好ましい。ウレタン原料の中のポリエーテルポリオールと類似構造を持つエチレングリコールの接触角が70度以上になる成形型内面を用いることにより、該成形型の少なくとも成形キャビティ内面を構成する、そのウレタンとの非相溶作用又は表面張力作用により、液状のポリウレタン原料の発泡成形にて生じるセルの型内面に最も近接する部分、換言すればスキン層の厚さが最も薄くなるセル中央部相当部位に、ポリウレタン原料の不存在部分が生じ、これによって、形成されるウレタンフォーム層表面のスキン層に開口部が生じ、この開口部を通じて、セルが外部に開口するようになるのである。この成形型内面のエチレングリコールの接触角が70度よりも小さくなると、充分にウレタン非相溶作用乃至は表面張力等の作用による効果が発揮できず、セル開口にムラが生じ、また充分な開口径となり難い。また、エチレングリコールの接触角が70度よりも小さい型内面だと、ウレタンフォームの発泡時の接着性が強くなり、型内で発泡して得られるウレタンフォームを型から離型することが困難になる。
(Contact angle)
The contact angle of the liquid silicone rubber coating film using ethylene glycol is preferably 70 degrees or more. By using the inner surface of the molding die in which the contact angle of ethylene glycol having a structure similar to that of polyether polyol in the urethane raw material is 70 degrees or more, the inner phase of the molding cavity constitutes at least the inner surface of the molding cavity. Due to the melting action or surface tension action, the polyurethane raw material is placed in the part closest to the inner surface of the cell mold generated by foam molding of the liquid polyurethane raw material, in other words, in the portion corresponding to the center of the cell where the thickness of the skin layer is the thinnest. A non-existing portion is generated, and thereby an opening is formed in the skin layer on the surface of the urethane foam layer to be formed, and the cell opens to the outside through the opening. If the contact angle of ethylene glycol on the inner surface of the mold is less than 70 degrees, the effect due to urethane incompatibility or surface tension cannot be exhibited sufficiently, unevenness of the cell opening occurs, and sufficient opening. It is hard to become a caliber. In addition, when the contact angle of ethylene glycol is smaller than 70 degrees, the adhesion of urethane foam during foaming becomes stronger, making it difficult to release the urethane foam obtained by foaming in the mold from the mold. Become.

つまり、成形型内面に対して、前記した従来使用の離型剤を用いるのとは異なり、本発明にかかる液状シリコーンゴムの塗布膜の存在によって、成形型内面は撥油作用や表面張力の作用を受け、セルを外部に連通せしめたるための開口部が効果的に形成し、脱型性も良好で、幅広い成形型温度で使用できる上に、ローラ表面を粗すことが無くなり、ポリウレタンフォームに離型剤が移行しないので、他部材への汚染がなく、ローラの洗浄が不必要となるのである。   In other words, unlike the above-described conventional release agent used for the inner surface of the mold, the presence of the liquid silicone rubber coating film according to the present invention causes the inner surface of the mold to have oil repellency and surface tension. As a result, an opening for allowing the cell to communicate with the outside is effectively formed, the mold release property is good, it can be used at a wide range of mold temperatures, and the roller surface is not roughened. Since the release agent does not migrate, there is no contamination to other members, and the rollers need not be cleaned.

なお、エチレングリコールの接触角は、協和界面科学株式会社製の接触角計(画像処理式)CA−X型で測定を行った。具体的には、接触角θは図1に示すようにエチレングリコールと測定試料との接点におけるエチレングリコールの接線と試料がなす角度である。   The contact angle of ethylene glycol was measured with a contact angle meter (image processing type) CA-X manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. Specifically, as shown in FIG. 1, the contact angle θ is an angle formed between the tangent line of ethylene glycol and the sample at the contact point between ethylene glycol and the measurement sample.

図2は本発明の画像形成装置用ローラの一例を示す斜視図である。図2に示すように、画像形成装置用ローラ3は、円柱状の芯金4と、芯金4の両端部を除いて芯金4の周りに設けられた発泡弾性体であるポリウレタンフォームからなる表面層5を備える。   FIG. 2 is a perspective view showing an example of a roller for an image forming apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 2, the image forming apparatus roller 3 includes a cylindrical cored bar 4 and a polyurethane foam which is a foamed elastic body provided around the cored bar 4 except for both ends of the cored bar 4. A surface layer 5 is provided.

(ポリウレタンフォーム層の密度について)
該ポリウレタンフォーム層の密度は、50kg/m以上200kg/mが好ましく、更に70kg/m以上100kg/mであることがより好ましい。該ポリウレタンフォーム層の密度は、JIS K 6400法に準じ計測した。密度が50kg/m未満であると、ローラとして成形が困難であり、出来ても発泡剤である水を過剰に用いるため永久変形が大きく画質が低下し、使用に耐えないものとなる。一方、200kg/mを超える場合は、必然的にローラが高硬度化し、トナー劣化を促進する等の問題がある。
(About density of polyurethane foam layer)
The density of the polyurethane foam layer is preferably 50 kg / m 3 or more 200 kg / m 3, and more preferably still more 70 kg / m 3 or more 100 kg / m 3. The density of the polyurethane foam layer was measured according to JIS K 6400 method. If the density is less than 50 kg / m 3, it is difficult to mold as a roller, and even if possible, excessive use of water as a foaming agent results in large permanent deformation and a reduction in image quality, making it unusable. On the other hand, if it exceeds 200 kg / m 3 , there is a problem that the roller inevitably increases in hardness and promotes toner deterioration.

(ポリウレタンフォーム層の硬度について)
該ポリウレタンフォーム層の硬度は、温度15〜32.5℃/相対湿度10〜80%RHにおいて、350g以下が好ましく、更に100g以上300g以下であることがより好ましい。硬度が350gを超える場合にはトナー劣化を促進する等の問題がある。
(About the hardness of the polyurethane foam layer)
The hardness of the polyurethane foam layer is preferably 350 g or less, more preferably 100 g or more and 300 g or less at a temperature of 15 to 32.5 ° C./relative humidity of 10 to 80% RH. When the hardness exceeds 350 g, there are problems such as promoting toner deterioration.

(開口径・セル開口面積率について)
ポリウレタンフォーム層の表層部に存在する各セルの外部への平均開口径は100μm以上800μm以下が好ましい。より好ましくは200μm以上700μm以下である。例えば、トナー供給ローラとして用いた場合、100μmよりも小さくなると、開口部を通じてセル内に侵入したトナーが出難くなり、硬度が上昇し、画像不具合が発生するからであり、また該開口径が800μmを超えるようになると、トナー供給量が減少して、濃度低下、スジ発生を引き起こす等の問題がある。
(About opening diameter and cell opening area ratio)
The average opening diameter to the outside of each cell existing in the surface layer part of the polyurethane foam layer is preferably 100 μm or more and 800 μm or less. More preferably, it is 200 μm or more and 700 μm or less. For example, when it is used as a toner supply roller, if it becomes smaller than 100 μm, it is difficult for the toner that has entered the cell through the opening, the hardness increases, and image defects occur, and the opening diameter is 800 μm. If the value exceeds 1, the toner supply amount decreases, causing problems such as density reduction and streak generation.

セル開口面積率が該ポリウレタンフォーム層表面の20%以上を占めていることが好ましい。より好ましくは50〜90%である。20%未満では表面の開口が不均一になり易いため好ましくない。例えば、トナー供給ローラとして用いた場合、トナー搬送量が不安定化し、トナーを均一に供給することができなくなったり、更にはポリウレタンフォーム層内部にトナーが詰まり易く、これによって部分的に硬度が上昇し、画像の悪化を招き易くなる。   It is preferable that the cell open area ratio occupies 20% or more of the surface of the polyurethane foam layer. More preferably, it is 50 to 90%. If it is less than 20%, the surface opening tends to be non-uniform, which is not preferable. For example, when used as a toner supply roller, the amount of toner transport becomes unstable, making it impossible to supply the toner uniformly, and further, the toner tends to clog the polyurethane foam layer, which partially increases the hardness. However, the image is likely to deteriorate.

本発明のポリウレタンフォームを用いた画像形成装置用ローラの種類としては特に制限は無いが、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ及びクリーニングローラ等を挙げることが出来る。本発明のポリウレタンフォームを元に、各ローラの使用形態に応じて、必要な導電性の付与、必要な被膜の形成を施すことは、言うまでも無い。   The type of roller for the image forming apparatus using the polyurethane foam of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a toner supply roller, and a cleaning roller. Needless to say, based on the polyurethane foam of the present invention, necessary conductivity is imparted and a necessary film is formed according to the usage form of each roller.

本発明の画像形成装置用ローラは、ポリウレタンフォームからなり、前記ポリウレタンフォームが、少なくともポリオールとポリイソシアネートとを含むウレタン原料から形成されたものである。   The roller for an image forming apparatus of the present invention comprises a polyurethane foam, and the polyurethane foam is formed from a urethane raw material containing at least a polyol and a polyisocyanate.

ポリウレタン原料は、従来と同様な液状のものであって、型内で発泡硬化する、従来から公知の反応性原料(ポリオール成分とポリイソシアネート成分との配合物)の何れもが、特に限定されることなく、適宜に選択使用されることとなる。   The polyurethane raw material is in the same liquid form as before, and any conventionally known reactive raw material (a blend of a polyol component and a polyisocyanate component) that foams and cures in a mold is particularly limited. It will be selected and used appropriately.

(ポリオール成分について)
例えば、そのような液状のポリウレタン原料を構成するポリオール成分としては、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられている、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリマーポリオール等の公知のポリオール類の何れもが用いられ得る。
(About the polyol component)
For example, as the polyol component constituting such a liquid polyurethane raw material, any of known polyols such as polyether polyol, polyester polyol and polymer polyol, which are generally used in the production of flexible polyurethane foams, is used. obtain.

(ポリイソシアネート成分について)
またポリイソシアネート成分としては、公知の2官能以上のポリイソシアネートの全てが用いられ得、例えば2,4−及び2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、オルトトルイジンジイソシアネート(TODI)、ナフチレンジイソシアネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、カーボジイミド変成MDI、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート及びポリメリックポリイソシアネート等が、単独で、又は併用して使用され得るものである。
(About polyisocyanate component)
Further, as the polyisocyanate component, all known polyfunctional or higher polyisocyanates can be used. For example, 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), orthotoluidine diisocyanate (TODI), naphthylene diisocyanate ( NDI), xylylene diisocyanate (XDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), carbodiimide-modified MDI, polymethylene polyphenyl isocyanate, polymeric polyisocyanate and the like can be used alone or in combination. .

また、これらポリオール成分とポリイソシアネート成分とが配合されてなるポリウレタン原料には、更に、従来と同様に、架橋剤、発泡剤(水、低沸点物、ガス体等)、界面活性剤、触媒等が、目標とする発泡成形後のポリウレタンスポンジ層の構造、即ち、連続気泡型若しくは独立気泡型の何れか一方を生ぜしめ易い公知の配合となるように添加されて、反応性の発泡原料とされるが、また、そのような原料には、必要に応じて難燃剤や充填剤、更にはローラに所望の導電性を付与するための導電性付与剤や、帯電防止剤等も、従来と同様に添加せしめられる。   In addition, in the polyurethane raw material in which these polyol component and polyisocyanate component are blended, a crosslinking agent, a foaming agent (water, low-boiling substances, gas body, etc.), a surfactant, a catalyst, etc. Is added to form a known foamed polyurethane sponge layer structure, that is, a well-known compound that is easy to produce either an open-cell type or a closed-cell type, and is used as a reactive foam raw material. However, such raw materials include flame retardants and fillers as necessary, and conductivity imparting agents for imparting desired conductivity to the rollers, antistatic agents, and the like as in the past. To be added.

(画像形成装置用ローラ用成形型について)
図3は、本発明の画像形成装置用ローラの製造用成形金型の一例を示す説明図である。本発明の画像形成装置用ローラ用成形型は特に限定されず、従来公知の材質、形状の中から適宜選択して使用することが出来る。例えば、ステンレス(SUS304)製で、ベントホール(型内にガスが溜まり発泡体に欠肉を生じるのを未然に防止するため設けられた孔径約1mm程度の金型内外に連通する小孔)を有し、内面に凹凸形状を有するパイプ状成形型等がある。
(About molds for rollers for image forming devices)
FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a molding die for manufacturing the roller for the image forming apparatus of the present invention. The molding die for a roller for an image forming apparatus of the present invention is not particularly limited, and can be used by appropriately selecting from conventionally known materials and shapes. For example, it is made of stainless steel (SUS304) and has a vent hole (a small hole communicating with the inside and outside of the mold having a hole diameter of about 1 mm provided to prevent gas from accumulating in the mold and causing the foam to become thin). And a pipe-shaped mold having an uneven shape on the inner surface.

本発明の成形金型は、芯金と、該芯金を配置する金型本体と該芯金両端を固定する補助金型を有する画像形成装置用ローラの製造用成形金型において、該金型内側に液状シリコーンゴムを硬化させてなる塗布膜を設けたことを特徴とする画像形成装置用ローラの製造用成形金型である。   The molding die of the present invention is a molding die for manufacturing a roller for an image forming apparatus having a cored bar, a mold main body in which the cored bar is disposed, and an auxiliary mold for fixing both ends of the cored bar. A molding die for manufacturing a roller for an image forming apparatus, characterized in that a coating film formed by curing liquid silicone rubber is provided on the inside.

(成形型のシリコーンゴム塗布膜について)
金型内に液状シリコーンゴムを硬化させてなる塗布膜の厚さは、一般に、1〜10μm程度とされることとなる。この塗布膜の厚さが薄くなり過ぎると、塗布膜の機能を充分に発揮し得なくなるからであり、また厚くなり過ぎると、それ以上の効果は得られず、却ってコスト高となり、熱伝導性が低下し、凹凸形状を有する成形型においては凹凸表面構造の形態が悪化するため好ましくない。また、前記液状シリコーンゴムは、型内面に塗布された後、加熱硬化により皮膜強度の向上せしめられた塗布膜とされることとなる。塗布方法は特に限定されず、常法によればよい。その一例を示せば次の通りである。まず、溶剤により固形分が3〜5%の溶液に希釈した液状シリコーンゴムを金型内に均一に約5μm塗布し、100℃、20分間加熱して反応硬化させることによりシリコーンゴム塗布膜を形成することができる。
(About silicone rubber coating film of mold)
The thickness of the coating film formed by curing the liquid silicone rubber in the mold is generally about 1 to 10 μm. This is because if the thickness of the coating film becomes too thin, the function of the coating film cannot be fully exerted, and if it becomes too thick, no further effect can be obtained, and on the contrary, the cost becomes high, and the thermal conductivity. In a mold having an uneven shape, the shape of the uneven surface structure deteriorates, which is not preferable. In addition, the liquid silicone rubber is applied to the inner surface of the mold, and then becomes a coating film whose film strength is improved by heat curing. The coating method is not particularly limited, and may be a conventional method. An example is as follows. First, liquid silicone rubber diluted to a solution with a solid content of 3-5% with a solvent is uniformly applied in a mold to about 5 μm, and heated at 100 ° C. for 20 minutes for reaction curing to form a silicone rubber coating film. can do.

必要に応じて金型と液状シリコーンゴムの間に接着層を設けることが出来る。この接着層としては、プライマーや接着剤等の公知の材料を用いることが出来る。   If necessary, an adhesive layer can be provided between the mold and the liquid silicone rubber. As this adhesive layer, known materials such as a primer and an adhesive can be used.

(離型剤について)
離型剤は公知の物を使用することができ、好ましくはシリコーンゴム塗布膜への濡れ性の良好な離型剤であり、液状シリコーンゴムの塗布膜上にシリコーン樹脂系、フッ素樹脂系離型剤等を適宜選定して用いることができる。また、シリコーンオイル及びフッ素系化合物、且つ一種以上のワックスを含有する水系離型剤が環境面、表面性からも好ましい。
(About mold release agent)
A known release agent can be used, preferably a release agent having good wettability to the silicone rubber coating film, and a silicone resin-based or fluororesin-based mold release agent on the liquid silicone rubber coating film. An agent or the like can be appropriately selected and used. In addition, an aqueous release agent containing silicone oil, a fluorine compound, and one or more waxes is preferable from the viewpoint of the environment and surface properties.

塗布する離型剤の膜厚については、製品寸法に影響を与えない範囲であれば特に制限しないが、前記膜厚としては、1〜1000μmであるとより好ましい。   The film thickness of the release agent to be applied is not particularly limited as long as it does not affect the product dimensions, but the film thickness is more preferably 1 to 1000 μm.

(画像形成装置用ローラの製造方法)
本発明の画像形成装置用ローラの製造方法は特に限定されず、常法によれば良い。その一例を示せば次の通りである。まず、金型内に液状シリコーンゴムを均一に塗布し、100℃、20分間加熱して反応硬化させることによりシリコーンゴム塗布膜を約5μm形成した。前記ポリオール、ポリイソシアネート、触媒及び所望により用いられる整泡剤、水、その他助剤等を均質に混合してウレタン原料を調整した後、これを型に注入し、加熱して反応硬化させることによりポリウレタンフォームを形成することができる。なお、このようなポリウレタンフォーム層の発泡成形後に、公知のクラッシングを適宜実施してもよく、例えば、所定の圧力の圧縮空気等を吹き付ける方法が、有利に採用される。
(Method for manufacturing roller for image forming apparatus)
The method for producing the roller for an image forming apparatus of the present invention is not particularly limited, and may be a conventional method. An example is as follows. First, liquid silicone rubber was uniformly applied in a mold, and heated and cured at 100 ° C. for 20 minutes to form a silicone rubber coating film of about 5 μm. By preparing a urethane raw material by homogeneously mixing the polyol, polyisocyanate, catalyst and foam stabilizer, water, and other auxiliaries used as required, and then injecting this into a mold and heating to reaction and curing. Polyurethane foam can be formed. In addition, after foaming molding of such a polyurethane foam layer, known crushing may be appropriately performed. For example, a method of spraying compressed air or the like having a predetermined pressure is advantageously employed.

前記ウレタン原料を混合する際の温度や時間については特に制限は無いが、混合温度は、通常10〜90℃、好ましくは20〜60℃の範囲であり、混合時間は、通常1秒〜10分間、好ましくは3秒〜5分間程度である。   Although there is no restriction | limiting in particular about the temperature and time at the time of mixing the said urethane raw material, Mixing temperature is 10-90 degreeC normally, Preferably it is the range of 20-60 degreeC, and mixing time is 1 second-10 minutes normally. It is preferably about 3 seconds to 5 minutes.

また、加熱して反応硬化させる際、従来公知の方法により、発泡させることにより、ポリウレタンフォームからなる画像形成装置用ローラを作製することが出来る。発泡方法については特に制限は無く、発泡剤を用いる方法、機械的な撹拌により気泡を混入する方法等、いずれの方法をも用いることが出来る。この発泡時の成形型の温度を35〜100℃にすることが好ましく、40〜80℃にすることがより好ましい。   Further, when heated and reaction-cured, a roller for an image forming apparatus made of polyurethane foam can be produced by foaming by a conventionally known method. The foaming method is not particularly limited, and any method such as a method using a foaming agent and a method of mixing bubbles by mechanical stirring can be used. The temperature of the mold during foaming is preferably 35 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C.

(画像形成装置用ローラ)
本発明の画像形成装置用ローラは、このようにして得られたポリウレタンフォームを用いたものであって通常、鉄にメッキを施したものやステンレス鋼等からなる例えば直径が4〜6mm、長さが200〜400mmの芯金を、前記ポリウレタンフォームで被覆して弾性体層を形成することにより製造することができる。用途によっては、導電性や半導電性、或いは絶縁性の塗料により、その外側を塗装してもよい。
(Roller for image forming device)
The roller for an image forming apparatus of the present invention uses the polyurethane foam thus obtained, and is usually made of iron plated or stainless steel, for example, having a diameter of 4 to 6 mm and a length. Can be manufactured by coating a core metal of 200 to 400 mm with the polyurethane foam to form an elastic layer. Depending on the application, the outside may be painted with a conductive, semiconductive or insulating paint.

本発明の画像形成装置用ローラの外径は特に限定されず、その目的によりさまざまな外径を有するものとすることができるが、一般的には10〜20mmの外径を有する。   The outer diameter of the image forming apparatus roller of the present invention is not particularly limited, and may have various outer diameters depending on the purpose, but generally has an outer diameter of 10 to 20 mm.

芯金とポリウレタンフォームとの接合方法については特に限定されないが、芯金を予めモールド(成形型)内部に配設し、ポリウレタン原料を注型し硬化する方法や、ポリウレタンフォームを所定の形状に成形した後に接着する方法等を用いることが出来る。どちらの方法においても、必要に応じて芯金とポリウレタンフォームの間に接着層を設けることが出来る。この接着層としては、接着剤やホットメルトシート等の公知の材料を用いることが出来る。   The method for joining the core metal and the polyurethane foam is not particularly limited. However, the core metal is preliminarily disposed in the mold (molding mold), the polyurethane raw material is cast and cured, or the polyurethane foam is molded into a predetermined shape. Then, a method of adhering can be used. In either method, an adhesive layer can be provided between the cored bar and the polyurethane foam as necessary. As the adhesive layer, a known material such as an adhesive or a hot melt sheet can be used.

画像形成装置用ローラは、前記構成のものに限定されるわけではなく、ポリウレタンフォーム層の内周側及び外周側に更に複数の層を有していてもよい。   The roller for an image forming apparatus is not limited to the one having the above configuration, and may further have a plurality of layers on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the polyurethane foam layer.

本発明は、従来の如き、研磨工程等の面倒な工程も採用する必要がなく、極めて簡便に画像形成装置用ローラを製造することが出来、また、寸法精度の向上は勿論、ロール表面の毛羽立ち、スキン層の破れ、他部材への離型材の移行等の問題を効果的に解消することが出来ると共に、繰り返して成形しても安定して脱型性及びセル開口性を両立させ、良好な性能の得られる画像形成装置用ローラを製造することが可能となる。   The present invention does not require a troublesome process such as a polishing process as in the prior art, and can extremely easily manufacture a roller for an image forming apparatus. It can effectively solve problems such as skin layer tearing and release material transfer to other members. It is possible to manufacture a roller for an image forming apparatus that can obtain performance.

以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited at all by these examples.

(実施例1、2)
まず、成形型としては、パイプ型を用い、型内面に相当するステンレス(SUS304)製金型パイプの内面に対して液状シリコーンゴムを均一に塗布し、反応硬化させることによりシリコーンゴム塗布膜を5μm形成した。
(Examples 1 and 2)
First, as a forming die, a pipe die is used, and a liquid silicone rubber is uniformly applied to the inner surface of a stainless steel (SUS304) die pipe corresponding to the inner surface of the die, and a silicone rubber coating film is formed to 5 μm by reaction curing. Formed.

「ウレタン原料」
ポリオール:(商品名:MF78、三井武田ケミカル(株)製) 100質量部
整泡剤:(商品名:L−5366、日本ユニカー(株)製) 1質量部
触媒:(商品名:TOYOCAT−ET、東ソー(株)製) 0.1質量部
(商品名:TOYOCAT−MR、東ソー(株)製) 0.3質量部
蒸留水 2.0質量部
ポリイソシアネート:(商品名:TM−50、三井武田ケミカル(株)製)
15.2質量部
上記のポリオール成分(ポリオール、整泡剤、触媒、水等)、ポリイソシアネート成分を液温25℃に調整した。そして、両液を配合し撹拌羽根で5秒間撹拌した後、100kg/mの密度になる材料量を、予めSUS304製の直径5mm、長さ270mmの芯金を内部の所定位置に取り付けた金型内に流し込んだ。次に、100℃の電気炉で画像形成装置ローラ用成形型を60℃に温度調節し、この金型内で20分間硬化し金型から取り出して外径が16mmの画像形成装置ローラを製造した。脱型性の確認のため、成形回数10回までできる限り繰り返し成形した。
"Urethane raw materials"
Polyol: (trade name: MF78, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) 100 parts by mass Foam stabilizer: (trade name: L-5366, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) 1 part by mass Catalyst: (trade name: TOYOCAT-ET 0.1 parts by mass (trade name: TOYOCAT-MR, manufactured by Tosoh Corporation) 0.3 parts by mass distilled water 2.0 parts by mass Polyisocyanate: (trade name: TM-50, Mitsui) Takeda Chemical Co., Ltd.)
15.2 parts by mass The above polyol component (polyol, foam stabilizer, catalyst, water, etc.) and polyisocyanate component were adjusted to a liquid temperature of 25 ° C. And after mixing both liquids and stirring for 5 seconds with a stirring blade, the amount of the material that becomes a density of 100 kg / m 3 is preliminarily attached to a predetermined position inside a core metal made of SUS304 with a diameter of 5 mm and a length of 270 mm. Poured into the mold. Next, the temperature of the mold for the image forming apparatus roller was adjusted to 60 ° C. in an electric furnace at 100 ° C., cured for 20 minutes in this mold, and taken out from the mold to produce an image forming apparatus roller having an outer diameter of 16 mm. . In order to confirm the demoldability, the molding was repeated as much as possible up to 10 times.

(比較例1)
SUS304製金型パイプの内面にフッ素樹脂を均一に塗布し、塗布膜を約5μm形成したパイプ型を用いた以外は、実施例1と同様にしてトナー供給ローラを製造した。
(Comparative Example 1)
A toner supply roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a pipe mold in which a fluorine resin was uniformly applied to the inner surface of a SUS304 mold pipe and a coating film was formed to have a thickness of about 5 μm was used.

(比較例2)
SUS304製金型パイプの内面に液状シリコーンゴムを塗布せずにシリコーン(樹脂)系の市販の非移行型離型剤としてDEXTER社フリーコート770NCを塗布し、型面に密着反応し固形膜を形成したパイプ型を用いた以外は、実施例1と同様にしてトナー供給ローラを製造した。
(Comparative Example 2)
Applying DEXTER's free coat 770NC as a commercially available non-migrating mold release agent based on silicone (resin) without applying liquid silicone rubber to the inner surface of the mold pipe made of SUS304, and forming a solid film by closely reacting with the mold surface A toner supply roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the pipe type was used.

(比較例3)
SUS304製金型パイプの内面に液状シリコーンゴムを塗布せずにワックス系の市販の移行型離型剤としてコニシ(株)製URH−511を塗布したパイプ型を用い、成形毎に離型剤を塗布した以外は、実施例1と同様にしてトナー供給ローラを製造した。
(Comparative Example 3)
A pipe mold in which URH-511 manufactured by Konishi Co., Ltd. was applied as a wax-based commercially available transition mold release agent without applying liquid silicone rubber to the inner surface of the SUS304 mold pipe was used. A toner supply roller was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating was performed.

型内面処理の接触角及び作製した画像形成装置用ローラの物性の測定値は、下記の方法により測定し、その結果を表1に示した。   The measured values of the contact angle of the mold inner surface treatment and the physical properties of the produced roller for the image forming apparatus were measured by the following methods, and the results are shown in Table 1.

<密度測定>
該ポリウレタンフォーム層の密度は、JIS K 6400法に準じ計測した。画像形成装置用ローラのウレタンフォームの体積を計算し、また、画像形成装置用ローラのウレタンフォームの質量を測定することにより、密度を求めた。
<Density measurement>
The density of the polyurethane foam layer was measured according to JIS K 6400 method. The density of the urethane foam of the image forming apparatus roller was calculated by measuring the mass of the urethane foam of the image forming apparatus roller.

<硬度測定>
画像形成装置用ローラを、その両端の芯金部分において支持し、そしてその表面層を、長さ50mm(ローラ長手方向)×幅10mm(厚さ:10mm)の板状押圧面を有する治具にて、10mm/minの速度で押圧して1mm変形させた時の該ローラ表面にかかる荷重から求めた。その数値が大きくなるほど、ポリウレタンフォームからなる表面層が硬いことを示している。硬度は、軸方向に3ヶ所、各軸方向に於いて周方向の90度毎に4ヶ所、計12ヶ所測定し、その平均値を求めた。測定環境は、温度23℃/相対湿度53%RHで行った。
<Hardness measurement>
The roller for the image forming apparatus is supported by the cored bar portions at both ends, and the surface layer is placed on a jig having a plate-like pressing surface having a length of 50 mm (roller longitudinal direction) × width of 10 mm (thickness: 10 mm). Then, it was obtained from the load applied to the roller surface when it was deformed by 1 mm by pressing at a speed of 10 mm / min. The larger the value, the harder the surface layer made of polyurethane foam. The hardness was measured at three locations in the axial direction, 4 locations every 90 degrees in the circumferential direction in each axial direction, a total of 12 locations, and the average value was determined. The measurement environment was a temperature of 23 ° C./relative humidity of 53% RH.

<接触角測定>
エチレングリコールの接触角の測定は、テストピース片にパイプ型と同じ加工を施し、図1に示すようにエチレングリコール(和光純薬工業(株)製)とテストピースとの接触角を接触角測定装置(協和界面科学(株)製CA−DT型)を用いて測定した。測定環境は、温度23℃/相対湿度53%RHで行った。
<Contact angle measurement>
The measurement of the contact angle of ethylene glycol is the same as the pipe type on the test piece, and the contact angle between ethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and the test piece is measured as shown in FIG. It measured using the apparatus (Kyowa Interface Science Co., Ltd. product CA-DT type | mold). The measurement environment was a temperature of 23 ° C./relative humidity of 53% RH.

<平均開口径、セル開口面積率の測定>
そして、得られたローラのセル開口について、リアルタイム走査型レーザー顕微鏡を用いて表面の画像を取り込み、セル開口径を測定し平均値を求めた。また画像解析により2値化処理を行いセル開口面積率を求めた。
<Measurement of average opening diameter and cell opening area ratio>
And about the cell opening of the obtained roller, the surface image was taken in using the real-time scanning laser microscope, the cell opening diameter was measured, and the average value was calculated | required. In addition, binarization processing was performed by image analysis to obtain a cell opening area ratio.

セル開口面積率[%]=セル開口面積/画像範囲×100
なお表中の数値は、成形1回目/5回目の画像形成装置用ローラの値である。
Cell opening area ratio [%] = cell opening area / image range × 100
In addition, the numerical value in a table | surface is a value of the roller for image forming apparatuses of the 1st shaping | molding / 5th time.

<脱型性の評価>
成形回数10回以上繰り返し使用しても軽剥離性が持続するものを○、成形回数5回以上10回未満まで軽剥離性が持続するものを△、成形回数5回未満で剥離が重くなる又は成形初期から脱型出来ないものを×とした。
<Evaluation of demoldability>
○ that the light releasability persists even if it is repeatedly used 10 times or more, Δ that the light releasability lasts from 5 times to less than 10 times, and the peeling becomes heavy when the number of moldings is less than 5 times Those that could not be demolded from the initial stage of molding were evaluated as x.

なお、得られた各種の画像形成装置ローラにおけるポリウレタンフォーム層は、いずれも、硬度が180〜220g、密度が100kg/mのものであった。 The polyurethane foam layers in the various image forming apparatus rollers obtained had a hardness of 180 to 220 g and a density of 100 kg / m 3 .

総合判定は、成形回数によらず平均開口径が100〜800μm、セル開口面積率が20%以上、かつ脱型性が良好:○、いずれか範囲外である場合:×とした。   Comprehensive judgment made the average opening diameter 100-800 micrometers irrespective of the frequency | count of shaping | molding, the cell opening area ratio 20% or more, and the demolding property was favorable: (circle), when it was out of the range: x.

本結果より本実施例に示したポリウレタンフォーム製画像形成装置用ローラにおいて、該ポリウレタンフォーム層は、内側に液状シリコーンゴムを硬化させてなる塗布膜を設けた金型内で発泡成形を行うことを特徴とすることで、成形を繰り返した場合にも安定して脱型性及びセル開口性を両立させ、良好な性能の得られる画像形成装置用ローラが得られることがわかる。   As a result, in the polyurethane foam image forming apparatus roller shown in this example, the polyurethane foam layer is foam-molded in a mold provided with a coating film formed by curing liquid silicone rubber on the inside. It can be seen that the feature makes it possible to obtain a roller for an image forming apparatus which can stably achieve both the mold release property and the cell opening property even when molding is repeated, and obtain good performance.

接触角θの測定を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement of contact angle (theta). 本発明の画像形成装置用ローラの一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a roller for an image forming apparatus of the present invention. 本発明の画像形成装置用ローラの製造用成形金型の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the shaping die for manufacture of the roller for image forming apparatuses of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 エチレングリコール
2 測定試料
3 画像形成装置用ローラ
4 芯金
5 表面層
6 パイプ金型
7 上駒
8 下駒
9 注入孔
10 ガス抜き用隙間
11 容器
12 液状シリコーンゴム塗布膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ethylene glycol 2 Measurement sample 3 Roller for image forming apparatus 4 Core metal 5 Surface layer 6 Pipe mold 7 Upper piece 8 Lower piece 9 Injection hole 10 Degassing gap 11 Container 12 Liquid silicone rubber coating film

Claims (6)

芯金と、該芯金上に形成された一層以上のポリウレタンフォーム層を有する画像形成装置用ローラの製造方法であって、
該芯金を配置し該ポリウレタンフォーム層の材料液を注入して用いる金型内側に液状シリコーンゴムを硬化させてなる塗布膜を設ける工程、
該金型内で該ポリウレタンフォーム層の材料液を発泡成形する工程、
を有することを特徴とする画像形成装置用ローラの製造方法。
A method of manufacturing a roller for an image forming apparatus having a cored bar and one or more polyurethane foam layers formed on the cored bar,
A step of providing a coating film formed by curing liquid silicone rubber on the inner side of a mold used by injecting a material liquid of the polyurethane foam layer by disposing the core metal;
A step of foam-molding the material liquid of the polyurethane foam layer in the mold,
A method of manufacturing a roller for an image forming apparatus, comprising:
前記液状シリコーンゴムが付加反応架橋型シリコーンゴムポリマーである請求項1に記載の画像形成装置用ローラの製造方法。   The method for producing a roller for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid silicone rubber is an addition reaction cross-linking type silicone rubber polymer. 前記液状シリコーンゴムの塗布膜のエチレングリコールを用いた接触角が70度以上である請求項1又は2に記載の画像形成装置用ローラの製造方法。   The method for producing a roller for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the liquid silicone rubber coating film has a contact angle of 70 ° or more using ethylene glycol. 請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法による、芯金と、該芯金上に形成された一層以上のポリウレタンフォーム層を有する画像形成装置用ローラであって、
該ポリウレタンフォーム層の密度は50kg/m以上200kg/m以下、かつ350g以下の硬度を有すると共に、該ポリウレタンフォーム層の表層部に存在する各セルの外部への平均開口径が100μm以上800μm以下であり、且つそれらセル開口面積率が該ポリウレタンフォーム層表面の20%以上であることを特徴とする画像形成装置用ローラ。
A roller for an image forming apparatus having a cored bar and one or more polyurethane foam layers formed on the cored bar according to the manufacturing method according to claim 1,
The density of the polyurethane foam layer 50 kg / m 3 or more 200 kg / m 3 or less, and which has a hardness of less than or equal to 350 g, the average opening diameter of the outside of each cell existing in the surface layer of the polyurethane foam layer is 100μm or more 800μm A roller for an image forming apparatus, characterized in that the cell opening area ratio is 20% or more of the surface of the polyurethane foam layer.
前記画像形成装置用ローラが、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラのいずれかである請求項4に記載の画像形成装置用ローラ。   The image forming apparatus roller according to claim 4, wherein the image forming apparatus roller is any one of a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a toner supply roller, and a cleaning roller. 芯金と、該芯金を配置する金型本体と、該芯金両端を固定する補助金型とを有する画像形成装置用ローラの製造用成形金型であって、
該金型は、その内側に液状シリコーンゴムを硬化させてなる塗布膜を設けたことを特徴とする画像形成装置用ローラの製造用成形金型。
A molding die for manufacturing a roller for an image forming apparatus, comprising: a metal core, a metal mold main body for disposing the metal core, and an auxiliary metal mold for fixing both ends of the metal core,
A mold for manufacturing a roller for an image forming apparatus, wherein the mold is provided with a coating film formed by curing a liquid silicone rubber inside.
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