JP2007276152A - Conductive rubber roller, its manufacturing method and electrophotographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性ゴムローラ、特に、複写機、プリンター、静電記録装置等の電子写真装置において使用される導電性ゴムローラに、さらにその製造方法に関する。また、該導電性ゴムローラを転写ローラとする電子写真装置に関する。 The present invention relates to a conductive rubber roller, in particular, a conductive rubber roller used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and an electrostatic recording apparatus, and further relates to a manufacturing method thereof. The present invention also relates to an electrophotographic apparatus using the conductive rubber roller as a transfer roller.
複写機、プリンターなど、電子写真方式の画像形成装置の多くには、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等の導電性のゴムローラが用いられている。従来、これらのローラのゴム層に導電性を付与するのに、ゴム材料にカーボンブラックなどの導電性充填剤を加えたり、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性のゴム材料を使用したりされている(例えば、特許文献1)。しかし、これらのゴムローラは画像形成装置内で使用される際に長時間、高い電圧を負荷される。その結果、いずれのゴムローラにおいても長期使用による通電耐久によるゴム層の変質があり、引いては電気抵抗値の変化を起こしてしまう。 In many electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines and printers, conductive rubber rollers such as a charging roller, a transfer roller, and a developing roller are used. Conventionally, in order to impart conductivity to the rubber layer of these rollers, a conductive filler such as carbon black is added to the rubber material, or an ion conductive rubber material such as acrylonitrile butadiene rubber or epichlorohydrin rubber is used. (For example, Patent Document 1). However, these rubber rollers are loaded with a high voltage for a long time when used in the image forming apparatus. As a result, in any rubber roller, there is a change in the rubber layer due to the durability of energization due to long-term use, which in turn causes a change in the electric resistance value.
このことから、導電性ゴムローラはその電気抵抗の耐久変化が比較的少ないイオン導電性のアクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリンゴムを主剤ゴムとして用いたり、導電性付与する材料としてイオン導電剤を配したゴム材料を用いたりしている(例えば、特許文献2)。 For this reason, the conductive rubber roller uses an ionic conductive acrylonitrile butadiene rubber or epichlorohydrin rubber as a main rubber, which has a relatively small change in durability of its electric resistance, or a rubber material provided with an ionic conductive agent as a material for imparting conductivity. (For example, patent document 2).
しかし、現今、複写機、プリンターには高速化や長寿命化が要求され、導電性ゴムローラにはさらなる強い通電耐久力が求められている。 However, at present, copying machines and printers are required to have higher speed and longer life, and conductive rubber rollers are required to have even stronger energization durability.
また、これらのゴム材料には加硫剤、発泡剤、充填剤などが加えられ混練された原料ゴム組成物が、金型、押出し機などで未加硫の円筒状成形体とされた後、この未加硫の円筒状成形体が加熱により加硫発泡されて、発泡ゴムチューブにされる。その後、発泡ゴムチューブには軸芯体が圧入され、必要により、外径が円筒研磨されてローラ形状にされ、導電性ゴムローラとされる。なお、この導電性ゴムローラは、使用目的により表面に機能性表面層が形成されていることもある。 In addition, after these raw rubber compositions added with a vulcanizing agent, a foaming agent, a filler and the like are kneaded into an unvulcanized cylindrical molded body with a mold, an extruder, etc., This unvulcanized cylindrical molded body is vulcanized and foamed by heating to form a foamed rubber tube. Thereafter, a shaft core body is press-fitted into the foam rubber tube, and if necessary, the outer diameter is cylindrically polished into a roller shape to obtain a conductive rubber roller. The conductive rubber roller may have a functional surface layer formed on the surface depending on the purpose of use.
発泡ゴムチューブの製造方法として、例えば、高圧蒸気による加硫缶加硫(特許文献3)、筒状金型等による金型内加硫(特許文献4)、マイクロ波照射による加硫(UHF加硫)(特許文献5)等が知られている。しかしながら、これら加硫方法において、使用原料ゴム、配合される材料、厚み等に制限はあるものの、短時間でかつ確実に加硫発泡が可能なことから、UHF加硫が好ましい方法である。 Examples of methods for producing foamed rubber tubes include vulcanization can vulcanization using high-pressure steam (Patent Document 3), in-mold vulcanization using a cylindrical mold (Patent Document 4), and vulcanization using microwave irradiation (UHF vulcanization). Sulfur) (Patent Document 5) and the like are known. However, in these vulcanization methods, although there are limitations on the raw rubber used, the material to be blended, the thickness, etc., UHF vulcanization is the preferred method because vulcanization foaming can be performed in a short time and with certainty.
ところで、特許文献5においては、通電耐久の向上を目的としたゴム材料が検討されているが、その加硫発泡装置は全長45mにも及ぶものである。すなわち、詳細な製造方法については十分検討されていないのが実情である。
従って、本発明の課題は、UHF加硫による発泡ゴムチューブを用いた導電性ゴムローラの好適な製造方法を提供すること、また、耐久性の高い電子写真装置の各種導電性ゴムローラを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a suitable manufacturing method of a conductive rubber roller using a foamed rubber tube by UHF vulcanization, and to provide various conductive rubber rollers of an electrophotographic apparatus having high durability. is there.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、主剤ゴムとしてアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムを使用し、マイクロ波加硫炉中での発泡加硫中の未加硫円筒状成形体の芯温をコントロールすることにより上記課題が解決されることを見出し、さらに検討して、ついに本発明に至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors use acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber as the main rubber, and form an unvulcanized cylinder during foam vulcanization in a microwave vulcanization furnace. The inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by controlling the core temperature of the body, have further studied, and have finally reached the present invention.
すなわち、本発明は、主剤ゴムがアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムの混合物で構成された原料ゴム組成物が円筒状に押し出された後、マイクロ波加硫炉中にてマイクロ波照射により加硫発泡されて、発泡ゴムチューブとされ、次いで、該発泡ゴムチューブに導電性軸芯体を圧入して、加硫発泡ゴム層を導電性軸芯体上に形成する導電性ゴムローラの製造方法において、マイクロ波照射が照射強度1.0kW/m2以上3.0kW/m2以下であり、かつ、マイクロ波照射中の発泡ゴムチューブ内部が190℃以上240℃以下にあり、該発泡ゴムチューブの厚みが4mm以上10mm以下であり、かつ、JIS引張強さ(JIS K6251−1993)が1.5MPa以上7.0MPa以下であることを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法である。 That is, in the present invention, a raw rubber composition in which the base rubber is composed of a mixture of acrylonitrile rubber and epichlorohydrin rubber is extruded into a cylindrical shape, and then vulcanized and foamed by microwave irradiation in a microwave vulcanizing furnace. In the method of manufacturing a conductive rubber roller, a foam rubber tube is formed, and then a conductive shaft core is press-fitted into the foam rubber tube to form a vulcanized foam rubber layer on the conductive shaft core. The irradiation intensity is 1.0 kW / m 2 or more and 3.0 kW / m 2 or less, the inside of the foam rubber tube during microwave irradiation is 190 ° C. or more and 240 ° C. or less, and the thickness of the foam rubber tube is 4 mm or more. Conductive rubber characterized by being 10 mm or less and having a JIS tensile strength (JIS K6251-1993) of 1.5 MPa to 7.0 MPa. It is a manufacturing method of over La.
また、本発明は、導電性軸芯体上に加硫発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラにおいて、加硫発泡ゴム層が、主剤ゴムがアクリロニトリルゴムおよびエピクロルヒドリンゴムからなり、原料ゴム組成物が円筒状に押し出され、次いで加硫発泡されて形成された発泡ゴムチューブからなるものであり、加硫発泡が、円筒状に押し出された原料ゴム組成物を、マイクロ波加硫炉中にて1.0kW/m2以上3.0kW/m2以下の照射強度でマイクロ波照射し、マイクロ波照射中の発泡ゴムチューブの内部を190℃以上240℃以下に加熱したものであり、発泡ゴムチューブの厚みが4mm以上10mm以下であり、かつそのJIS引張強さ(JIS K6251−1993)が1.5MPa以上7.0MPa以下であることを特徴とする導電性ゴムローラである。 The present invention also relates to a conductive rubber roller having a vulcanized foam rubber layer on a conductive shaft core, wherein the vulcanized foam rubber layer is composed of acrylonitrile rubber and epichlorohydrin rubber as the main rubber, and the raw rubber composition is cylindrical. The raw rubber composition extruded from the vulcanized foam and then vulcanized and foamed is extruded into a cylindrical shape, and the raw rubber composition is 1.0 kW in a microwave vulcanizing furnace. / M 2 or more and 3.0 kW / m 2 or less of microwave irradiation, the inside of the foam rubber tube during the microwave irradiation is heated to 190 ° C. or more and 240 ° C. or less, and the thickness of the foam rubber tube is Conductivity characterized by being 4 mm or more and 10 mm or less and having a JIS tensile strength (JIS K6251-1993) of 1.5 MPa or more and 7.0 MPa or less. Is Murora.
さらに、本発明は、転写ローラが、上記導電性ゴムローラであることを特徴とする電子写真装置である。 Furthermore, the present invention is the electrophotographic apparatus, wherein the transfer roller is the conductive rubber roller.
本発明により、高い耐久性を有する導電性ゴムローラを提供することが可能となった。また、本発明の導電性ゴムローラは電子写真装置用の各種導電性ゴムローラ、特に転写ローラとして、好適である。 According to the present invention, it is possible to provide a conductive rubber roller having high durability. The conductive rubber roller of the present invention is suitable as various conductive rubber rollers for electrophotographic apparatuses, particularly as transfer rollers.
本発明で製造される導電性ゴムローラの一例の斜視図を図1に示す。 A perspective view of an example of the conductive rubber roller manufactured by the present invention is shown in FIG.
図1において、1は導電性軸芯体であり、該導電性軸芯体1の外周に導電性の加硫発泡ゴム層2が形成されている。 In FIG. 1, 1 is a conductive shaft core body, and a conductive vulcanized foam rubber layer 2 is formed on the outer periphery of the conductive shaft core body 1.
導電性軸芯体1は、通常、鉄、鋼、真鍮、不錆鋼等の中実棒あるいは中空棒であり、その表面にはニッケル等のメッキがされたものが使用される。そして、本発明では、外径が4mm以上10mm以下であることが好ましい。 The conductive shaft core 1 is usually a solid bar or hollow bar made of iron, steel, brass, non-rust steel, etc., and the surface thereof is plated with nickel or the like. And in this invention, it is preferable that an outer diameter is 4 mm or more and 10 mm or less.
加硫発泡ゴム層は、本発明では、主剤ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムが混合して使用され、それに、発泡剤、加硫剤、加硫促進剤、安定剤、導電剤等の必要な副資材が配合混練されて、原料ゴム組成物とされ、次いで押出機より円筒状に押し出され、マイクロ波加硫(UHF)炉中で加硫発泡され、さらに熱風加熱(HAV)炉で加硫されて、発泡ゴムチューブとなったものが所定の長さに切断され、該切断発泡ゴムチューブに上記導電性軸芯体が圧入されて、形成されたものである。なお、軸心体には予め接着剤が塗布されていても構わない。 In the present invention, the vulcanized foam rubber layer is used in which the main rubber is a mixture of acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber, and the foaming agent, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, stabilizer, conductive agent and the like are necessary. The auxiliary materials are compounded and kneaded to form a raw rubber composition, then extruded into a cylindrical shape from an extruder, vulcanized and foamed in a microwave vulcanization (UHF) furnace, and further vulcanized in a hot air heating (HAV) furnace. Then, the foamed rubber tube is cut to a predetermined length, and the conductive shaft core is press-fitted into the cut foamed rubber tube. Note that an adhesive may be applied to the shaft body in advance.
ここで重要なのは、加硫発泡に際して照射されるマイクロ波の強度および照射の際の円柱状に成形された原料ゴム組成物の温度を後記するようにコントロールすることである。さらに、加硫発泡ゴム層とされる発泡ゴムチューブのJIS引張強さ(JIS K6251−1993)が1.5MPa以上7.0MPa以下であることが重要である。 What is important here is to control the intensity of the microwave irradiated during vulcanization foaming and the temperature of the raw rubber composition formed into a cylindrical shape during irradiation as described later. Furthermore, it is important that the JIS tensile strength (JIS K6251-1993) of the foamed rubber tube used as the vulcanized foamed rubber layer is 1.5 MPa or more and 7.0 MPa or less.
なお、JIS引張強さの測定は、マイクロ波照射して加硫発泡中の円筒状の原料ゴム組成物が到達する温度にて原料ゴム組成物を加圧プレスにて加硫して厚み2mmのJISにて指定された標準試験片を作製する。また、円筒状の原料ゴム組成物の加硫発泡時の到着温度は、押出機から円筒状に押し出された原料ゴム組成物に測定点が表面より1mm以上中になるように蛍光式光ファイバー温度計「エイモスFL−2000」(商品名、安立計器株式会社製)のファイバーセンサー「FS400−20M」(商品名、安立計器株式会社製)を取り付け、円筒状原料ゴム組成物をマイクロ波加硫炉に搬送して加硫発泡させて、到達温度測定し、上記JIS試験片の加圧プレスでの作製の際の温度とする。 In addition, the measurement of JIS tensile strength was performed by vulcanizing the raw rubber composition with a pressure press at a temperature reached by the cylindrical raw rubber composition being vulcanized and foamed by microwave irradiation. A standard test piece specified by JIS is prepared. In addition, the arrival temperature at the time of vulcanization foaming of the cylindrical raw material rubber composition is a fluorescent optical fiber thermometer so that the measurement point is at least 1 mm from the surface of the raw rubber composition extruded from the extruder in a cylindrical shape. The fiber sensor “FS400-20M” (trade name, manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd.) of “Amos FL-2000” (trade name, manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd.) is mounted, and the cylindrical raw rubber composition is placed in a microwave vulcanizing furnace. It is conveyed and vulcanized and foamed, the ultimate temperature is measured, and it is set as the temperature at the time of producing the JIS test piece with a pressure press.
本発明の加硫発泡ゴム層に使用される原料ゴムは、主剤ゴムがイオン導電性を有するアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムであり、これらは所定量、通常、質量比90/10以下20/80以上、好ましくは85/15以下50/50以上で、混合して使用される。その他、ポリスチレン系高分子材料、ポリオレフィン系高分子材料、ポリエステル系高分子材料、ポリウレタン系高分子材料、RVCなどの熱可塑性エラストマー、アクリル系樹脂、スチレン酢酸ビニル共重合体、ブタジエンアクリロニトリル共重合体などの高分子材料等や、その他のゴム、エラストマー、樹脂を適量混合して用いることもできる。 The raw rubber used for the vulcanized foam rubber layer of the present invention is acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber whose main rubber has ion conductivity, and these are predetermined amounts, usually 90/10 or less and 20/80 or more in mass ratio. , Preferably 85/15 or less, 50/50 or more, and used as a mixture. In addition, polystyrene polymer material, polyolefin polymer material, polyester polymer material, polyurethane polymer material, thermoplastic elastomer such as RVC, acrylic resin, styrene vinyl acetate copolymer, butadiene acrylonitrile copolymer, etc. It is also possible to use a mixture of an appropriate amount of other polymer materials, other rubbers, elastomers, and resins.
本発明では、主剤ゴムとしてイオン導電性のアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムを使用しているので、必ずしも必要でないが、導電性を安定して発揮させるために、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(商標)等の導電性カーボンブラック、TiO2、SnO2、ZnO、SnO2/SbO3固溶体等の金属酸化物、Cu、Ag等の金属粉末等の電子導電性導電剤、LiCIO4、NaSCN等のイオン導電剤などを適宜選択して添加することも可能である。導電剤として導電性カーボンブラックを使用する時は、原料ゴム100質量部に対して、5質量部以上100質量部以下、好ましくは10質量部以上50質量部以下が適当である。なお、導電剤の添加に代えて、上記原料ゴムとして、主鎖中あるいは側鎖にイオン導電性を示す極性構造、例えば、アミド結合、エステル結合、カルボキシル基、アンモニウム基(結合)を有するものを使用してもよい。 In the present invention, ionic conductive acrylonitrile butadiene rubber and epichlorohydrin rubber are used as the main rubber, and this is not always necessary. However, in order to stably exhibit conductivity, for example, acetylene black, ketjen black (trademark) ) Conductive carbon black, metal oxides such as TiO 2 , SnO 2 , ZnO, SnO 2 / SbO 3 solid solution, electronic conductive conductive agents such as metal powders such as Cu and Ag, ions such as LiCIO 4 and NaSCN It is also possible to appropriately select and add a conductive agent or the like. When conductive carbon black is used as the conductive agent, it is suitably 5 to 100 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the raw rubber. In place of the addition of a conductive agent, the raw rubber has a polar structure exhibiting ionic conductivity in the main chain or in the side chain, for example, an amide bond, an ester bond, a carboxyl group, or an ammonium group (bond). May be used.
また、本発明では、加硫発泡ゴム層の柔軟性、機械強度等を調整するために、カーボンブラック、炭酸カルシウム、SiO2等の充填剤を使用することもできる。なお、充填剤の使用量は、原料ゴム100質量部に対し100質量部以下、好ましくは5質量部以上50質量部以下とするのが適当である。 In the present invention, fillers such as carbon black, calcium carbonate, and SiO 2 can be used to adjust the flexibility, mechanical strength, etc. of the vulcanized foam rubber layer. The filler is used in an amount of 100 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the raw rubber.
本発明では、加硫発泡ゴム層とするために、通常、発泡剤を使用する。発泡剤として、例えば、アゾジカルボンアミド(ADCA)、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン(DPT)、p−トルエンスルホニルヒドラジド(TSH)、オキシビスベンゼンスルフェニルヒドラジド(OBSH)等の有機発泡剤を単独でまたは混合して用いることできる。その使用量としては、加硫発泡ゴム層の柔軟性、機械強度、使用する加硫剤等により適宜変わるが、通常、原料ゴム100質量部に対し1質量部以上50質量部以下、好ましくは2質量部以上40質量部以下が適当である。なお、発泡剤の分解温度は、尿素、尿素樹脂等の尿素系化合物、酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸等を主成分とする化合物などの発泡助剤などを加えて低下させることもできる。 In the present invention, a foaming agent is usually used to form a vulcanized foam rubber layer. As the blowing agent, for example, an organic blowing agent such as azodicarbonamide (ADCA), dinitrosopentamethylenetetraamine (DPT), p-toluenesulfonyl hydrazide (TSH), oxybisbenzenesulfenyl hydrazide (OBSH) alone or It can be used by mixing. The amount used varies depending on the flexibility of the vulcanized foam rubber layer, the mechanical strength, the vulcanizing agent used, etc., but is usually 1 to 50 parts by mass, preferably 2 to 100 parts by mass of the raw rubber. It is suitable that it is not less than 40 parts by mass. The decomposition temperature of the foaming agent is determined by adding a foaming aid such as urea, urea-based compounds such as urea resin, metal oxides such as zinc oxide and lead oxide, and compounds mainly composed of salicylic acid and stearic acid. It can also be reduced.
本発明に用いられる加硫剤は、硫黄、過酸化物、金属酸化物などが挙げられ、好ましくは、硫黄である。これら加硫剤は、通常、加硫促進剤と共に使用される。なお、加硫剤として硫黄を使用したときは、原料ゴム、発泡剤、加硫発泡ゴム層の強度等により異なるが、通常、原料ゴム100質量部に対し、1質量部以上50質量部以下、好ましくは2質量部以上10質量部以下とするのが適当である。 Examples of the vulcanizing agent used in the present invention include sulfur, peroxides, metal oxides, etc., preferably sulfur. These vulcanizing agents are usually used together with a vulcanization accelerator. When sulfur is used as the vulcanizing agent, it varies depending on the strength of the raw rubber, foaming agent, vulcanized foamed rubber layer, etc., but is usually 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the raw rubber. The amount is preferably 2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.
加硫促進剤としては、従来公知のものから適宜選択して使用可能である。なお、チアゾール系加硫促進剤およびチウラム系加硫促進剤の併用はCセット性に効果があることが一般的に知られているので、チアゾール系加硫促進剤およびチウラム系加硫促進剤を併用することが好ましい。チアゾール系促進剤として、具体的に2−メルカプトベンゾチアゾール(BMT)、ジベンゾチアジルジスルフィド(BMTS)等を挙げることができ、スコーチ性が少なく、チウラム系加硫促進剤との併用に賞用されるジベンゾチアジルジスルフィド(BMTS)が好ましい。また、チウラム系加硫促進剤として、テトラメチルチウラムモノスルフィド(TMTM)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOTD)、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(TPTT)等が挙げられ、スコーチ性に優れたテトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOTD)が好ましい。なお、その他のチアゾール系加硫促進剤およびチウラム加硫促進剤も使用条件を整えることで使用可能である。 The vulcanization accelerator can be appropriately selected from conventionally known ones. Since it is generally known that the combined use of a thiazole vulcanization accelerator and a thiuram vulcanization accelerator has an effect on the C setting property, a thiazole vulcanization accelerator and a thiuram vulcanization accelerator are used. It is preferable to use together. Specific examples of thiazole accelerators include 2-mercaptobenzothiazole (BMT), dibenzothiazyl disulfide (BMTS), etc., which have low scorch properties and are used in combination with thiuram vulcanization accelerators. Dibenzothiazyl disulfide (BMTS) is preferred. Examples of thiuram vulcanization accelerators include tetramethylthiuram monosulfide (TMTM), tetraethylthiuram disulfide (TETD), tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide (TOTD), and dipentamethylenethiuram tetrasulfide (TPTT). Tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide (TOTD) having excellent scorch properties is preferred. Other thiazole vulcanization accelerators and thiuram vulcanization accelerators can also be used by adjusting the use conditions.
加硫促進剤の使用量は、原料ゴム100質量部に対し、1質量部以上10質量部、好ましくは2質量部以上5質量部以下が適当である。 The vulcanization accelerator is used in an amount of 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the raw rubber.
以下、加硫発泡ゴム層用の発泡ゴムチューブの製造について説明する。 Hereinafter, the production of the foam rubber tube for the vulcanized foam rubber layer will be described.
図2は、マイクロ波を用いた連続加硫による発泡ゴムチューブの製造装置を示す。 FIG. 2 shows an apparatus for producing a foamed rubber tube by continuous vulcanization using microwaves.
図において、11は押出機、12はマイクロ波加硫(UHF)炉、13は熱風加硫(HAV)炉、14は引取機、15は定尺切断機である。 In the figure, 11 is an extruder, 12 is a microwave vulcanization (UHF) furnace, 13 is a hot air vulcanization (HAV) furnace, 14 is a take-up machine, and 15 is a regular cutting machine.
上記した加硫発泡ゴム層用の原料ゴム組成物は、バンバリーミキサーまたはニーダー等の密閉式混練機を用い混練した後、オープンロールとリボン成形分出し機によりリボン状に成形して、押出機11に投入される。次いで、押出機より原料ゴム組成物は、通常、内径2mm以上10mm以下、外径4mm以上16mm以下で円筒状に押し出される。該円筒状成形体は、UHF炉12内の、テフロンでコーティングされたメッシュのベルト、またはテフロン樹脂を被服したコロ上に載置され、UHF炉12内へ搬送される。 The raw rubber composition for the vulcanized foam rubber layer described above is kneaded using a closed kneader such as a Banbury mixer or a kneader, and then molded into a ribbon shape using an open roll and a ribbon molding dispenser. It is thrown into. Next, the raw rubber composition is usually extruded in a cylindrical shape from an extruder with an inner diameter of 2 mm to 10 mm and an outer diameter of 4 mm to 16 mm. The cylindrical molded body is placed on a Teflon-coated mesh belt or a roller coated with Teflon resin in the UHF furnace 12 and conveyed into the UHF furnace 12.
UFH炉12内に搬入された円筒状成形体に1.0kW/m2以上3.0kW/m2以下の照射強度のマイクロ波が照射され、該UFH炉12内で該円筒状成形体は190℃以上240℃以下に加熱されて加硫発泡する。この加硫発泡した円筒状成形体はさらにテフロン樹脂を被覆したコロでHAV炉13に搬送され、さらに加硫発泡が完結される。なお、得られる発泡ゴムチューブは厚みが4mm以上10mm以下となるように加硫発泡を完了させることが肝要である。 The cylindrical molded body carried into the UFH furnace 12 is irradiated with microwaves having an irradiation intensity of 1.0 kW / m 2 or more and 3.0 kW / m 2 or less, and the cylindrical molded body is 190 in the UFH furnace 12. C. to 240.degree. C. and vulcanized and foamed. This vulcanized and foamed cylindrical molded body is further transported to the HAV furnace 13 by a roller coated with Teflon resin, and vulcanization and foaming is completed. In addition, it is important to complete vulcanization foaming so that the foamed rubber tube obtained may be 4 mm or more and 10 mm or less.
本発明において、UHF炉12内でのマイクロ波の照射強度は1.0kW/m2以上3.0kW/m2以下としている。照射強度をこの範囲とすることにより、JIS引張強さが1.5MPa以上7.0MPa以下となり、より高い耐久性を有するゴムチューブを提供することができる。 In the present invention, the microwave irradiation intensity in the UHF furnace 12 is set to 1.0 kW / m 2 or more and 3.0 kW / m 2 or less. By setting the irradiation intensity within this range, the JIS tensile strength is 1.5 MPa or more and 7.0 MPa or less, and a rubber tube having higher durability can be provided.
すなわち、マイクロ波の照射強度が1.0kW/m2未満の場合、原料ゴム組成物の成形体の厚みに関わらず、円筒状に成形されている原料ゴム組成物の温度が190℃未満になってしまい、加硫発泡不足となり、得られる発泡ゴムチューブのJIS引張強さが1.5MPa未満となる。これはゴムチューブ内部の加硫による架橋率を低下させると考えられ、導電性ゴムローラとしての耐久性が低下する。一方、2.5kW/m2より大きい場合においては、原料ゴム組成物内部が240℃超に加熱され、得られる発泡ゴムチューブのJIS引張強さが7.0MPaより大きくなる。すなわち、基材であるゴムが過加硫となり、所望の硬度が得られなくなる。また、成形体厚みが薄い場合には、マイクロ波が照射表面に集中し、発火する可能性もある他、UHF炉が小さい場合では電界強度が大きくなり、放電する場合もあるので、生産上も好ましくない。 That is, when the microwave irradiation intensity is less than 1.0 kW / m 2 , the temperature of the raw rubber composition molded into a cylindrical shape is less than 190 ° C. regardless of the thickness of the molded body of the raw rubber composition. As a result, vulcanization and foaming are insufficient, and the resulting foamed rubber tube has a JIS tensile strength of less than 1.5 MPa. This is considered to reduce the crosslinking rate by vulcanization inside the rubber tube, and the durability as a conductive rubber roller is reduced. On the other hand, when it is larger than 2.5 kW / m 2 , the inside of the raw rubber composition is heated to over 240 ° C., and the JIS tensile strength of the resulting foamed rubber tube becomes larger than 7.0 MPa. That is, the rubber as the base material is overvulcanized, and the desired hardness cannot be obtained. In addition, when the molded body is thin, microwaves may concentrate on the irradiated surface and ignite. In addition, when the UHF furnace is small, the electric field strength increases, and discharge may occur. It is not preferable.
また、本発明において、発泡後の発泡ゴムチューブの厚みを4mm以上10mm以下としている。これは本発明でのUHF炉内で均一に加硫発泡が可能な範囲である。厚みが4mmより薄い場合は、マイクロ波がゴム層表面に集中し、加硫発泡中に発火の可能性もあるため、好ましくない。一方、10mmより厚い場合では、ゴム層内部の温度と表面の温度にムラができやすく、得られた発泡ゴムチューブの発泡ムラ、硬度ムラ等が発生するため好ましくない。 Moreover, in this invention, the thickness of the foamed rubber tube after foaming shall be 4 mm or more and 10 mm or less. This is the range in which uniform vulcanization foaming is possible in the UHF furnace of the present invention. When the thickness is less than 4 mm, the microwaves are concentrated on the surface of the rubber layer, and there is a possibility of ignition during vulcanization foaming, which is not preferable. On the other hand, when the thickness is larger than 10 mm, it is not preferable because the temperature inside the rubber layer and the surface temperature are likely to be uneven, and foaming unevenness and hardness unevenness of the obtained foamed rubber tube are generated.
なお、マイクロ波の照射強度とゴム層の厚みの両方が本発明に定義される範囲のときに、該ゴムチューブの内部温度が190℃以上240℃以下となる。この温度は、予め、所定の勝者強度で加熱処理されたときに、熱電対等の温度測定手段で測定し、本発明の加熱処理温度範囲の設定条件と対応取りをしておくことにより可能である。 When both the microwave irradiation intensity and the rubber layer thickness are within the range defined in the present invention, the internal temperature of the rubber tube is 190 ° C. or higher and 240 ° C. or lower. This temperature can be obtained by measuring with a temperature measuring means such as a thermocouple in advance when heat treatment is performed at a predetermined winner strength, and keeping correspondence with the setting conditions of the heat treatment temperature range of the present invention. .
HAV炉13に送り込まれたUHF炉12で加硫発泡した円筒状成形体は、通常180℃以上230℃以下の範囲の熱風でさらに加硫が完結され発泡ゴムチューブとされ、HAV炉13中で加硫が完結した発泡ゴムチューブは、引取機14で引き取られ、次いで定尺切断機15に送られ、所定長さに切断される。 The cylindrical molded body vulcanized and foamed in the UHF furnace 12 sent to the HAV furnace 13 is normally further vulcanized with hot air in the range of 180 ° C. to 230 ° C. to form a foam rubber tube. The foamed rubber tube, which has been vulcanized, is taken up by the take-up machine 14 and then sent to the regular cutting machine 15 where it is cut into a predetermined length.
上記装置のUHF炉12、HAV炉13および引取機14の長さは、特に限定されないが、本発明では、それぞれ4m、6m、1mとすることができる。また、各装置の間は0.1m以上1.0m以下とする。こうすると、押出機を除く加硫発泡装置の全長がおよそ13mとなり、大幅に短いものである。 The lengths of the UHF furnace 12, the HAV furnace 13 and the take-up machine 14 of the above apparatus are not particularly limited, but in the present invention, they can be 4 m, 6 m and 1 m, respectively. In addition, the distance between each device is 0.1 m or more and 1.0 m or less. If it carries out like this, the full length of the vulcanization | foaming apparatus except an extruder will be about 13 m, and it is a very short thing.
引取機14より送り込まれた発泡ゴムチューブは定尺切断機15により所定の寸法に切断され、加硫発泡ゴム層用の発泡ゴムチューブとされる。その後、発泡ゴムチューブには導電性軸芯体が圧入されて、本発明の導電性ゴムローラとされる。なお、軸芯体が発泡ゴムチューブの内径より十分に大きい外径を有する場合は必ずしも接着剤は必要ないが、軸芯体の材質、外径により接着剤を塗布しておくことが好ましい。接着剤としては、種々使用可能であるが、ホットメルト接着剤が適当である。 The foamed rubber tube fed from the take-up machine 14 is cut into a predetermined size by a regular cutting machine 15 to obtain a foamed rubber tube for a vulcanized foamed rubber layer. Thereafter, a conductive shaft core is press-fitted into the foamed rubber tube to obtain the conductive rubber roller of the present invention. Note that when the shaft core has an outer diameter sufficiently larger than the inner diameter of the foam rubber tube, an adhesive is not necessarily required, but it is preferable to apply the adhesive depending on the material and outer diameter of the shaft core. Various adhesives can be used as the adhesive, but a hot melt adhesive is suitable.
また、軸芯体が圧入された後、加硫発泡ゴム層の両端を製品の長さに突き切り、調整することもできる。さらに、加硫発泡ゴム層の表面を円筒研磨して、製品の太さにすることも可能である。なお、この円筒研磨として、軸芯体を圧入したゴムローラを、研磨砥石GC80を取り付けた研磨機にセットし、研磨条件として回転速度2000rpm、送り速度500m/分で外径が所定の大きさ、例えば、14mmになるように研磨することが挙げられる。 Further, after the shaft core body is press-fitted, both ends of the vulcanized foam rubber layer can be cut through to the length of the product and adjusted. Furthermore, the surface of the vulcanized foam rubber layer can be cylindrically polished to obtain a product thickness. For this cylindrical polishing, a rubber roller press-fitted with a shaft core body is set in a polishing machine equipped with a polishing grindstone GC80, and the outer diameter is a predetermined size at a rotational speed of 2000 rpm and a feed speed of 500 m / min. Polishing to 14 mm.
上記により製造された導電性ゴムローラは、必要により表面層が形成されて、電子写真装置の各種導電性ゴムローラ、特に転写ローラとして有用である。 The conductive rubber roller manufactured as described above has a surface layer if necessary, and is useful as various conductive rubber rollers, particularly a transfer roller, of an electrophotographic apparatus.
図3に、本発明に係る導電性ゴムローラを画像形成装置に利用した例の説明図を示す。 FIG. 3 is an explanatory diagram of an example in which the conductive rubber roller according to the present invention is used in an image forming apparatus.
図3に示す画像形成装置は、電子写真方式のプロセスカートリッジを使用したレーザプリンタであり、その概略構成を示す。 The image forming apparatus shown in FIG. 3 is a laser printer using an electrophotographic process cartridge, and its schematic configuration is shown.
この画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)21を備えている。感光ドラム1は、接地された円筒アルミニウム基体の外周面に、有機光導電体(OPC)からなる感光層を設けたものである。この感光ドラム21は、駆動手段(不図示)により、矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)、例えば50mm/secで回転駆動される。 The image forming apparatus includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 21 as an image carrier. In the photosensitive drum 1, a photosensitive layer made of an organic photoconductor (OPC) is provided on the outer peripheral surface of a grounded cylindrical aluminum substrate. This photosensitive drum 21 is rotationally driven by a driving means (not shown) at a predetermined process speed (circumferential speed), for example, 50 mm / sec, in the direction of arrow R1.
感光ドラム21表面は、帯電ローラ22によって均一に帯電される。帯電ローラ22は感光ドラム21表面に接触配置されており、感光ドラム21の矢印R1方向の回転に伴って矢印R2方向に従動回転する。帯電ローラ22には、帯電バイアス印加電源(高圧電源)により振動電圧(交流電圧VAC+直流電圧VDC)が印加され、これにより感光ドラム21表面は、−600V(暗部電位Vd)に一様に帯電処理される。帯電後の感光ドラム21表面は、レーザスキャナから出力されてミラーによって反射されたレーザ光23、すなわち、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光により走査露光を受ける。これにより、感光ドラム21表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像(明電部位Vl=−150V)が形成される。 The surface of the photosensitive drum 21 is uniformly charged by the charging roller 22. The charging roller 22 is disposed in contact with the surface of the photosensitive drum 21, and is driven to rotate in the direction of arrow R2 as the photosensitive drum 21 rotates in the direction of arrow R1. An oscillating voltage (AC voltage VAC + DC voltage VDC) is applied to the charging roller 22 by a charging bias application power source (high voltage power source), whereby the surface of the photosensitive drum 21 is uniformly charged to −600 V (dark portion potential Vd). Is done. The surface of the charged photosensitive drum 21 is scanned and exposed by a laser beam 23 output from a laser scanner and reflected by a mirror, that is, a laser beam modulated in accordance with a time-series electric digital image signal of target image information. receive. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the target image information (bright part Vl = −150 V) is formed on the surface of the photosensitive drum 21.
その静電潜像は、現像装置24の現像ローラ24aに印加された現像バイアスによって、負に帯電されたトナーが付着され、トナー像として反転現像される。 The electrostatic latent image is reversely developed as a toner image by attaching negatively charged toner by a developing bias applied to the developing roller 24a of the developing device 24.
一方、給紙部から給搬送された紙等の転写材27が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム21と転写ローラ26との間の転写部(転写ニップ部)Tに、感光ドラム21上のトナー像とタイミングを合わせるようにして供給される。転写部Tに供給された転写材27の表面に、転写バイアス印加電源により転写ローラ26に印加された転写バイアスによって、感光ドラム21上のトナー像が転写される。このとき、転写材27に転写されないで感光ドラム21表面に残ったトナー(残留トナー)は、クリーニングブレード28によって除去され、廃トナー容器29内へ収容される。 On the other hand, a transfer material 27 such as paper fed from a paper feed unit is guided by a transfer guide, and is transferred to a transfer unit (transfer nip unit) T between the photosensitive drum 21 and the transfer roller 26 on the photosensitive drum 21. The toner image is supplied so as to match the timing of the toner image. The toner image on the photosensitive drum 21 is transferred onto the surface of the transfer material 27 supplied to the transfer portion T by the transfer bias applied to the transfer roller 26 by the transfer bias application power source. At this time, the toner (residual toner) that is not transferred to the transfer material 27 and remains on the surface of the photosensitive drum 21 is removed by the cleaning blade 28 and accommodated in the waste toner container 29.
一方、転写部Tを通った転写材27は、感光ドラム21から分離されて定着装置30へ搬送され、ここでトナー像の定着処理を受け、画像形成物(プリント)として画像形成装置本体の外部に排出される。 On the other hand, the transfer material 27 that has passed through the transfer portion T is separated from the photosensitive drum 21 and conveyed to the fixing device 30 where the toner image is fixed and processed as an image formed product (print) outside the image forming apparatus main body. To be discharged.
上記画像形成装置において、本発明の導電性ゴムローラは、帯電ローラ、現像スリーブおよび転写ローラとして使用可能であり、特に転写ローラとして好ましい。 In the image forming apparatus, the conductive rubber roller of the present invention can be used as a charging roller, a developing sleeve, and a transfer roller, and is particularly preferable as a transfer roller.
次に本発明の評価方法について説明する。 Next, the evaluation method of the present invention will be described.
(通電耐久)
導電性ゴムローラを、30rpmで回転している外径30mmのアルミドラムに、軸芯体の露出端のそれぞれに4.9Nの荷重がかかるようにして圧接し、連れまわる状態で23℃、50%RHの環境下で抵抗値R1を測定する。次いで、そのままの状態で50℃、50%RHの環境下で、軸芯体とアルミドラムとの間に8μAの定電流を200時間印加し続けた後、23℃、50%RH(N/N)環境に24時間以上置く。その後、ローラ表面を目視で観察し、加硫発泡ゴム層に「裂け」が生じているか否かを確認する。次いで、表面に裂けの観察されないものについて、再び抵抗値R2を測定する。ここで得られたR1およびR2から、log(R2/R1)の絶対値を求め、通電耐久の「変動」とする。なお、この値が小さいほど、導電性ゴムローラの通電耐久性が良いことを示し、2.2以下であることが好ましい。
(Energization durability)
A conductive rubber roller is pressed against an aluminum drum with an outer diameter of 30 mm rotating at 30 rpm so that a load of 4.9 N is applied to each of the exposed ends of the shaft core. The resistance value R 1 is measured under an environment of RH. Next, a constant current of 8 μA was continuously applied between the shaft core and the aluminum drum for 200 hours in an environment of 50 ° C. and 50% RH as it was, and then 23 ° C. and 50% RH (N / N ) Place in the environment for more than 24 hours. Thereafter, the surface of the roller is visually observed, and it is confirmed whether or not “tearing” occurs in the vulcanized foamed rubber layer. Next, the resistance value R 2 is measured again for the surface where no tear is observed. The absolute value of log (R 2 / R 1 ) is obtained from R 1 and R 2 obtained here, and is defined as “fluctuation” in the current-carrying durability. In addition, it shows that the electricity supply durability of a conductive rubber roller is so good that this value is small, and it is preferable that it is 2.2 or less.
(マイクロ波照射時の発泡ゴムチューブ内温度)
蛍光式光ファイバー温度計「エイモスFL−2000」(商品名、安立計器株式会社製)のファイバーセンサー「FS400−20M」(商品名、安立計器株式会社製)を、押出機より押し出された未加硫未発泡のゴムチューブ内部に差し込み、UHF内にゴムチューブと共に搬送し、UHF炉内におけるチューブ内温度を測定する。なお、該センサーの固定は、加硫発泡後の該ゴムチューブの表面より1mm以上内部に設置できれば、特に限定されず、耐熱テープ等で固定しても差支えない。
(Temperature inside foamed rubber tube during microwave irradiation)
A fiber sensor “FS400-20M” (trade name, manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd.) of a fluorescent fiber optic thermometer “Amos FL-2000” (trade name, manufactured by Anritsu Keiki Co., Ltd.) is extruded from an extruder. The tube is inserted into an unfoamed rubber tube, conveyed with the rubber tube into UHF, and the temperature in the tube in the UHF furnace is measured. The fixing of the sensor is not particularly limited as long as it can be installed at least 1 mm from the surface of the rubber tube after vulcanization and foaming, and may be fixed with heat-resistant tape or the like.
(加硫発泡ゴム層のJIS引張強さ)
加硫発泡ゴム層のJIS引張強さは、JIS K6251−1993に記載される方法にて測定した。なお、試験片は、上記にてマイクロ波照射時の発泡ゴムチューブ内温度で測定されたゴムチューブ内温度を試験片作製温度とし、通常用いられる加熱プレス機を用いて各15分間加熱し、2mmのゴムシートを得、ダンベル状3号形とする。この試験片に20mmの標線を付け、通常用いられる引張試験機にて引張試験を行う。試験数はN=3とした。なお、各試験で得られた最大引張力を試験片の断面積で除した値を平均してその値をJIS引張強さ(MPa)とする。
(JIS tensile strength of vulcanized foam rubber layer)
The JIS tensile strength of the vulcanized foam rubber layer was measured by the method described in JIS K6251-1993. The test piece was heated at the temperature inside the foamed rubber tube at the time of microwave irradiation as described above as the test piece preparation temperature, and heated for 15 minutes each using a commonly used heating press machine. A rubber sheet of No. 3 is obtained. A 20 mm mark is attached to the test piece, and a tensile test is performed with a commonly used tensile tester. The number of tests was N = 3. In addition, the value which remove | divided the maximum tensile force obtained by each test by the cross-sectional area of a test piece is averaged, and let the value be JIS tensile strength (MPa).
以下に本発明について実施例を挙げて詳細に説明する。ただし、本発明はこの転写ローラのみに限定されるものではなく、帯電ローラ、現像ローラにも展開可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to this transfer roller, but can be developed to a charging roller and a developing roller.
なお、各実施例および比較例で使用したゴム材料は以下の通りである。
・NBR:アクリロニトリルブタジエンゴム「ニポール DN401LL」(商品名、日本ゼオン株式会社製)
・GECO:エピクロルヒドリンゴム「ハイドリン G3106」(商品名、日本ゼオン株式会社製)
・DM:ジベンゾチアジルジスルフィド「ノクセラー DM−P」(商品名、チアゾール系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製)
・TOT:テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド「ノクセラー TOT−N」(商品名、チウラムジスルフィド系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製)
・硫黄「サルファックス PMC」(商品名、鶴見化学工業株式会社製)
・ADCA:アゾジカルボンアミド「ビニホール AC」(商品名、永和化成工業株式会社製)
The rubber materials used in each example and comparative example are as follows.
・ NBR: Acrylonitrile butadiene rubber “NIPOL DN401LL” (trade name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
GECO: Epichlorohydrin rubber “Hydrin G3106” (trade name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
DM: Dibenzothiazyl disulfide “Noxeller DM-P” (trade name, thiazole vulcanization accelerator, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
-TOT: Tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide "Noxeller TOT-N" (trade name, thiuram disulfide vulcanization accelerator, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
・ Sulfur "Salfax PMC" (trade name, manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
・ ADCA: Azodicarbonamide “Vinihol AC” (trade name, manufactured by Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.)
実施例1〜6
NBR 80質量部およびGECO 20質量部に、加硫剤として硫黄 2質量部、加硫促進剤としてDM 1質量部およびTOT 2質量部、発泡剤としてADCA 3質量部をバンバリーミキサーで混練した後、オープンロールでさらに混練した。次いでリボン成形分だし機によりリボン状に原料ゴム組成物を成形して、押出機に投入した。押出機より原料ゴム組成物を押し出し、円筒状に成形し、UHF炉に導入した。該UHF炉中でマイクロ波を照射して円筒状成形物を加硫発泡させた。なお、マイクロ波の照射強度は表1に示すように1.0kW/m2から3.0kW/m2の範囲とした。
Examples 1-6
After knead | mixing 80 mass parts of NBR and 20 mass parts of GECO with a Banbury mixer 2 mass parts of sulfur as a vulcanizing agent, 1 mass part of DM as a vulcanization accelerator and 2 mass parts of TOT, and 3 mass parts of ADCA as a foaming agent, Further kneading with an open roll. Next, the raw rubber composition was molded into a ribbon shape by a ribbon molding dispenser, and charged into an extruder. The raw rubber composition was extruded from an extruder, formed into a cylindrical shape, and introduced into a UHF furnace. The cylindrical molded product was vulcanized and foamed by irradiation with microwaves in the UHF furnace. The microwave irradiation intensity was in the range of 1.0 kW / m 2 to 3.0 kW / m 2 as shown in Table 1.
次いで、UHF炉で加硫発泡された円筒状成形物を、熱風を送り込んで200℃に設定したHAV炉に搬送して、さらに加硫を完結させた。 Next, the cylindrical molded product vulcanized and foamed in the UHF furnace was conveyed to a HAV furnace set at 200 ° C. by feeding hot air to complete the vulcanization.
なお、全工程の加硫発泡条件を加硫完了後の円筒状成形体(発泡ゴムチューブ)の内径が5mmで、発泡層の厚みが表1に示すように4mmから10mmの範囲になるよう設定した。 The vulcanization and foaming conditions for all processes are set so that the cylindrical molded body (foam rubber tube) after vulcanization has an inner diameter of 5 mm and the thickness of the foamed layer is in the range of 4 mm to 10 mm as shown in Table 1. did.
その後、加硫が完結した発泡ゴムチューブを引取機で2.5m/minで引き取り、定尺切断機に搬送し、長さ24cmに切断した。次いで、この切断された円筒ゴムチューブに外径6mmで長さ26cmの表面がニッケルメッキされ、さらに表面に接着剤を塗布した鉄製の軸芯体を圧入し、加硫発泡ゴム層の長さが23cmになるように両端を突き切り、軸芯体上に加硫発泡ゴム層が形成されたローラを得た。 Thereafter, the foamed rubber tube having been completely vulcanized was taken up at 2.5 m / min with a take-up machine, conveyed to a fixed length cutting machine, and cut into a length of 24 cm. Next, the cut cylindrical rubber tube is press-fitted with an iron shaft core body having an outer diameter of 6 mm and a length of 26 cm nickel-plated, and further coated with an adhesive. The length of the vulcanized foam rubber layer is Both ends were cut off to 23 cm to obtain a roller having a vulcanized foam rubber layer formed on the shaft core.
この加硫発泡ゴム層を有するローラを、研磨砥石GC80を取り付けた研磨機にセットし、回転速度2000rpm、送り速度500m/minで外径が14mmになるように研磨して、導電性ゴムローラを作成した。 The roller having this vulcanized foam rubber layer is set in a polishing machine equipped with a grinding wheel GC80, and polished so that the outer diameter is 14 mm at a rotation speed of 2000 rpm and a feed speed of 500 m / min, thereby producing a conductive rubber roller. did.
一方、上記UHF炉中での加硫発泡で円筒状成形体が到達した温度で、原料ゴム組成物を加圧プレスで加硫発泡させて、JIS引張強さ測定用の試験片を作製し、JIS引張強さを測定し、表1に示した。また、得られた導電性ゴムローラの通電耐久を調べ、表1に示した。 On the other hand, at the temperature reached by the cylindrical molded body by vulcanization foaming in the UHF furnace, the raw rubber composition is vulcanized and foamed with a pressure press to produce a test piece for measuring JIS tensile strength, The JIS tensile strength was measured and shown in Table 1. Further, the energization durability of the obtained conductive rubber roller was examined and shown in Table 1.
比較例1〜4
加硫発泡後の発泡ゴムチューブの厚みが11mm(比較例1および2)または3.2mm(比較例3および4)になるように原料ゴム組成物の円筒状成形体を得るように押出機のダイスを設定する他は、実施例1または2と同様にして発泡ゴムチューブを得た。その後、発泡ゴムチューブを切断し、実施例1と同様に軸芯体を圧入し、加硫発泡ゴム層の両端を突き切り、加硫発泡ゴム層を有するローラを得た。
Comparative Examples 1-4
In order to obtain a cylindrical molded body of the raw rubber composition so that the thickness of the foamed rubber tube after vulcanization foaming is 11 mm (Comparative Examples 1 and 2) or 3.2 mm (Comparative Examples 3 and 4). A foamed rubber tube was obtained in the same manner as in Example 1 or 2 except that a die was set. Thereafter, the foam rubber tube was cut, and the shaft core body was press-fitted in the same manner as in Example 1. Both ends of the vulcanized foam rubber layer were cut off to obtain a roller having a vulcanized foam rubber layer.
比較例1および2では実施例1と同様に加硫発泡ゴム層の表面を研磨して、外径14mmの導電性ゴムローラとした後、また、比較例3および4ではそのまま、通電耐久を調べた。結果を表1に示す。 In Comparative Examples 1 and 2, the surface of the vulcanized foam rubber layer was polished in the same manner as in Example 1 to obtain a conductive rubber roller having an outer diameter of 14 mm, and in Comparative Examples 3 and 4, the energization durability was examined as it was. . The results are shown in Table 1.
一方、UHF炉中で原料ゴム組成物の円筒状成形物が到達した温度で、上記と同様に試験片を作製し、JIS引張強さを測定し、表1に示した。 On the other hand, test pieces were prepared in the same manner as described above at the temperature reached by the cylindrical molded product of the raw rubber composition in the UHF furnace, and the JIS tensile strength was measured and shown in Table 1.
比較例5、6
マイクロ波照射強度を0.5kW/m2(比較例5)または3.5kW/m2(比較例5)にする他は実施例3と同様にして発泡ゴムチューブを作製したが、比較例5では温度不足により加硫発泡が行えず、また、比較例6ではマイクロ波の照射強度が強すぎたために発泡ゴムチューブの一部にこげが発生し、到達温度を測ることができなかった。そのため、これら比較例では導電性ゴムローラの製造は行わなかった。
Comparative Examples 5 and 6
Addition to the microwave irradiation intensity 0.5 kW / m 2 (Comparative Example 5) or 3.5 kW / m 2 (Comparative Example 5) in the same manner as in Example 3 was produced foamed rubber tube, Comparative Example 5 However, vulcanization foaming could not be performed due to insufficient temperature, and in Comparative Example 6, the microwave irradiation intensity was too strong, so that a part of the foamed rubber tube was burned, and the ultimate temperature could not be measured. Therefore, in these comparative examples, no conductive rubber roller was manufactured.
比較例5で原料ゴム組成物の円筒状成形物が到達した温度で作製した試験片でJIS引張強さを測定した結果も表1に示した。 Table 1 also shows the result of measuring the JIS tensile strength with the test piece prepared at the temperature reached by the cylindrical molded product of the raw rubber composition in Comparative Example 5.
実施例1〜6で作製した導電性ゴムローラはJIS引張強さが本発明で規定した範囲内にあり、かつ通電耐久では加硫発泡ゴム層に裂けは発生していず、さらに、耐久通電の変動も十分に小さい。 The conductive rubber rollers produced in Examples 1 to 6 have a JIS tensile strength within the range specified in the present invention, and the energized endurance does not cause tearing in the vulcanized foamed rubber layer. Is small enough.
一方、発泡ゴムチューブの厚みを10mm超あるいは4mm未満である比較例1〜4では加硫発泡ゴム層のJIS引張強さが1.5MPa未満あるいは7.0MPa超となり、通電耐久で裂けが発生した。また、マイクロ波照射強度が1.0kW/m2未満(比較例5)では加硫不足であり、また、3.0kw/m2超(比較例6)では加硫過剰となり、いずれも不適当であった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4 in which the thickness of the foamed rubber tube was more than 10 mm or less than 4 mm, the JIS tensile strength of the vulcanized foamed rubber layer was less than 1.5 MPa or more than 7.0 MPa, and tearing occurred due to current durability. . Moreover, the microwave irradiation intensity is pressurized硫不foot in less than 1.0 kW / m 2 (Comparative Example 5), also 3.0 kW / m 2 exceeds becomes (Comparative Example 6) In vulcanization excess, either unsuitable Met.
1 軸芯体
2 加硫発泡ゴム層
11 押出機
12 マイクロ波加硫(UHF)炉
13 熱風加硫(HAV)炉
14 引取機
15 定尺切断機
21 感光ドラム
22 帯電ローラ
23 露光手段
24 現像装置
24a 現像ローラ
25 トナー
26 転写ローラ
27 転写材
28 クリーニングブレード
29 廃トナー容器
30 定着装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft body 2 Vulcanized rubber layer 11 Extruder 12 Microwave vulcanization (UHF) furnace 13 Hot-air vulcanization (HAV) furnace 14 Take-out machine 15 Regular cutting machine 21 Photosensitive drum 22 Charging roller 23 Exposure means 24 Developing device 24a Developing roller 25 Toner 26 Transfer roller 27 Transfer material 28 Cleaning blade 29 Waste toner container 30 Fixing device
Claims (3)
マイクロ波照射が照射強度1.0kW/m2以上3.0kW/m2以下であり、かつ、マイクロ波照射中の発泡ゴムチューブ内部が190℃以上240℃以下にあり、該発泡ゴムチューブの厚みが4mm以上10mm以下であり、かつ、JIS引張強さ(JIS K6251−1993)が1.5MPa以上7.0MPa以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。 A raw rubber composition in which the main rubber is composed of a mixture of acrylonitrile rubber and epichlorohydrin rubber is extruded into a cylindrical shape, and then vulcanized and foamed by microwave irradiation in a microwave vulcanizing furnace to obtain a foamed rubber tube. Then, in the method for producing a conductive rubber roller, a conductive shaft core body is press-fitted into the foamed rubber tube, and a vulcanized foam rubber layer is formed on the conductive shaft core body.
The microwave irradiation has an irradiation intensity of 1.0 kW / m 2 or more and 3.0 kW / m 2 or less, and the inside of the foam rubber tube during the microwave irradiation is 190 ° C. or more and 240 ° C. or less, and the thickness of the foam rubber tube Is 4 mm or more and 10 mm or less, and JIS tensile strength (JIS K6251-1993) is 1.5 MPa or more and 7.0 MPa or less, The manufacturing method of the conductive rubber roller characterized by the above-mentioned.
加硫発泡ゴム層が、主剤ゴムがアクリロニトリルゴムおよびエピクロルヒドリンゴムからなり、原料ゴム組成物が円筒状に押し出され、次いで加硫発泡されて形成された発泡ゴムチューブからなるものであり、
加硫発泡が、円筒状に押し出された原料ゴム組成物を、マイクロ波加硫炉中にて1.0kW/m2以上3.0kW/m2以下の照射強度でマイクロ波照射し、マイクロ波照射中の発泡ゴムチューブの内部を190℃以上240℃以下に加熱したものであり、
発泡ゴムチューブの厚みが4mm以上10mm以下であり、かつそのJIS引張強さ(JIS K6251−1993)が1.5MPa以上7.0MPa以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラ。 In a conductive rubber roller having a vulcanized foam rubber layer on a conductive shaft core,
The vulcanized foam rubber layer is composed of a foam rubber tube in which the main rubber is made of acrylonitrile rubber and epichlorohydrin rubber, the raw rubber composition is extruded into a cylindrical shape, and then vulcanized and foamed.
The raw rubber composition in which the vulcanized foam has been extruded into a cylindrical shape is irradiated with microwaves at an irradiation intensity of 1.0 kW / m 2 or more and 3.0 kW / m 2 or less in a microwave vulcanization furnace. The inside of the foamed rubber tube being irradiated is heated to 190 ° C or higher and 240 ° C or lower,
A conductive rubber roller, wherein the foamed rubber tube has a thickness of 4 mm or more and 10 mm or less, and a JIS tensile strength (JIS K6251-1993) of 1.5 MPa or more and 7.0 MPa or less.
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