JP2008238034A - Elastic-roller production apparatus and production method of elastic roller - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は弾性ローラ製造装置及び弾性ローラの製造方法に関し、さらに詳しくは、例えば、軸体の周面に弾性層形成用材料を均一に塗布することができ、偏肉及び合わせ目等の発生がなく、高粘度の弾性層形成用材料を採用することもできる弾性ローラ製造装置及び弾性ローラの製造方法に関する。 The present invention relates to an elastic roller manufacturing apparatus and an elastic roller manufacturing method. More specifically, for example, an elastic layer forming material can be uniformly applied to the peripheral surface of a shaft body, and uneven thickness and seams are generated. In particular, the present invention relates to an elastic roller manufacturing apparatus and an elastic roller manufacturing method that can employ a highly viscous elastic layer forming material.
特許文献1に開示された芯金の塗布方法は、「エンドレスに形成された連続周面を有する芯金を移動させながら、塗布液を、前記基材側に開口する塗布液流出口を有する塗布液分配スリットを通して、前記基材周面を取り囲むように基材全周にわたって近接形成されたホッパー塗布面に設けられたエンドレスの塗布液流出口から該ホッパー塗布面にあるスライド面上に流出させ、前記基材とホッパー塗布面の先端部に連続的に供給させて塗布する方法において、前記塗布液の粘度を10以上600ミリパスカル・秒未満、前記基材表面及びホッパーの先端部の間隙を50〜500μm、並びに前記塗布液分配スリット間隙を50〜500μmとしたことを特徴とする芯金の塗布方法」である(請求項1参照)。
The core metal coating method disclosed in
この芯金の塗布方法を実施する塗布装置においては、「図1に示されるように中心線XXに沿って垂直状に重ね合わせた芯金1A,1Bを連続的に矢示方向に上昇移動させ、その周囲を取り囲み、基材1の外周面に対しスライドホッパー型塗布装置の塗布に直接係わる部分(塗布ヘッドと略称する)10により塗布液Lが塗布される。なお、基材としては中空ドラム例えばアルミニウムドラム、プラスチックドラムのほかシームレスベルト型の基材でも良い。前記塗布ヘッド10には、基材1側に開口する塗布液流出口11を有する幅狭の塗布液分配スリット(スリットと略称する)12が水平方向に形成されている。このスリット12は環状の塗布液分配室13に連通し、この環状の塗布液分配室13には貯留タンク4内の感光液Lを圧送ポンプ5により供給管14を介して供給するようになっている。他方、スリット12の塗布液流出口11の下側には、連続して下方に傾斜し基材の外寸よりやや大なる寸法で終端をなすように形成されたスライド面15が形成されている。さらに、このスライド面15終端より下方に延びる唇状部16が形成されている。かかる塗布装置による塗布においては、基材1を引き上げる過程で、塗布液Lをスリット12から押し出し、スライド面15に沿って流下させると、スライド面終端に至った感光液は、そのスライド面終端と基材1の外周面との間にビードを形成した後、基材表面に塗布される」ようになっている(特許文献1の段落番号0004参照)。
In the coating apparatus for carrying out this core metal coating method, “as shown in FIG. 1, the core bars 1A and 1B superimposed vertically along the center line XX are continuously moved upward in the direction of the arrow. The coating liquid L is applied by a portion (abbreviated as application head) 10 that directly surrounds the periphery of the
特許文献2の請求項1は、「円筒状基材の外周を取り囲む円筒状の塗布機構(塗布ヘッド)により円筒状基材表面に均一に塗布液を塗布する塗布装置において、塗布ヘッドのリング状の吐出口の口径を可変構造としたことを特徴とする塗布ヘッドとそれを用いたリングコート方法」と記載され、一の請求項に「塗布ヘッド」と「リングコート方法」との二発明が記載されている。特許文献2の図2には、この塗布ヘッドにつき、13で示される相対向する位置に設けられた2個の塗布液供給口が開示されている。
特許文献3には、「芯金上に設けられた弾性層上に薄膜を形成した弾性ローラの製造方法において、弾性層表面に対して所定の間隔をなす距離に全周に開口されたスリット状の吐出口を有するリング塗布ヘッドを使用し、かつ薄膜形成が溶剤系塗布液を該吐出口より吐出して弾性層上に塗布することからなることを特徴とする弾性ローラの製造方法」が開示されている(請求項1参照)。
In
この特許文献3における製造方法に使用されるリング塗布ヘッドに関し、特許文献3には、「一方、リング塗布ヘッド12へ塗布液貯蔵タンク13からは途中に定量ポンプ(本図ではシリンジポンプを示した)19を介して接続されている」との記載があり、この記載の前後の文章及び図2を参照すると、リング塗布ヘッド12には塗布液貯蔵タンク13から一つのラインにより塗布液がリング塗布ヘッド12に供給されていることが、理解できる。この特許文献3の記載によると、「高速且つ安定した状態で塗布する事ができ、粗さの均一性、薄膜厚の均一性に優れたローラを得ることができる」という貢献が、主張されている。
Regarding the ring coating head used in the manufacturing method in
特許文献4には、「円筒状基材表面の全周を同軸円筒状に取り囲み、該円筒状基材表面に対して所定の間隔をなす距離に全周に開口された吐出口と塗布液を周方向に分配するために円周溝状として設けられた液分配室と、該液分配室内の液圧を所望圧だけ上昇させ、周方向に流動する力を与える液絞り流路とで構成される円筒状の塗布ヘッド(リング塗布ヘッド)を用い該円筒状部材とリング塗布ヘッドとを所定の速度で相対移動させ、円筒状基材表面に所望の塗布膜厚に応じて全周均一に塗布液を供給して円筒状基材表面に塗布する塗布装置において、液分配室への液供給口が該液分配室の上流側に周方向に等間隔に複数個形成され、かつ該液供給口までの流路はリング塗布ヘッド内においてトーナメント方式で分流するよう設けられたことを特徴とするリング塗布装置」が開示されている(請求項1参照)。
この特許文献4に開示されているリング塗布ヘッドにおいては、一つの注入口15から供給された塗布液10が、トーナメント方式により分岐して液分配室12に分配される(図1参照)ように、リング塗布ヘッドの内部には複雑な流路が形成される。
In the ring coating head disclosed in
一方、この発明者の検討によると、リング塗布ヘッドを利用して弾性ローラを製造する場合に、弾性ローラの表面に偏肉及び/又は合わせ目のような筋目の発生をしばしば観察した。 On the other hand, according to the study by the present inventors, when an elastic roller is manufactured using a ring application head, occurrence of unevenness and / or streak on the surface of the elastic roller is often observed.
この発明は、偏肉、及び筋目等の発生がなく、高粘度の弾性層形成用材料を採用することもできる弾性ローラを製造することのできる生産効率の高い弾性ローラ製造装置及び弾性ローラの製造方法を提供することにある。 The present invention provides an elastic roller manufacturing apparatus and an elastic roller with high production efficiency capable of manufacturing an elastic roller that can employ an elastic layer forming material having high viscosity without occurrence of uneven thickness and streaking. It is to provide a method.
前記課題を解決するための手段として、
請求項1は、塗布ヘッド、及び前記塗布ヘッドを弾性ローラの軸体の軸方向に移動させることができる塗布ヘッド移動手段を有する弾性ローラ製造装置であって、
前記塗布ヘッドは、前記弾性ローラの軸体との間に同心環状の間隙を有し、前記弾性ローラの軸体に対して開口されたスリット状吐出口が形成され、
前記塗布ヘッドは、前記スリット状吐出口から吐出される未硬化の弾性層形成用材料を収容する収容部と、前記塗布ヘッドの中心軸線を中心にして回転対象に配置された3個以上の、前記収容部に前記弾性層形成用材料を供給する弾性層形成用材料供給口とを有して成る弾性ローラ製造装置であり、
請求項2は、前記間隙は0.1〜10mmであり、前記未硬化の弾性層形成用材料はその粘度が10〜4000Pa・sであり、その吐出速度が0.01〜500g/minである前記請求項1に記載の弾性ローラ製造装置であり、
請求項3は、前記スリット状吐出口はその幅が0.1〜10mmである前記請求項1又は2に記載の弾性ローラ製造装置であり、
請求項4は、軸体の外表面に未硬化の弾性層形成用材料を塗布してから軸体の外周面に弾性層を形成する弾性ローラの製造方法において、
前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性ローラ製造装置を使用して、塗布ヘッド移動手段を軸体の軸線に沿って移動しつつ、スリット状吐出口から前記軸体の外表面に未硬化の弾性層形成用材料を吐出させて塗布することを特徴とする弾性ローラの製造方法であり、
請求項5は、前記弾性層形成用材料は、その粘度が10〜4000Pa・sである前記請求項4に記載の弾性ローラの製造方法である。
As means for solving the problems,
The coating head has a concentric annular gap with the shaft body of the elastic roller, and is formed with a slit-like discharge port that is open to the shaft body of the elastic roller,
The coating head includes a housing part that houses an uncured elastic layer forming material ejected from the slit-shaped ejection port, and three or more disposed on a rotation target around the central axis of the coating head. An elastic roller manufacturing apparatus having an elastic layer forming material supply port for supplying the elastic layer forming material to the housing portion;
According to a second aspect of the present invention, the gap is 0.1 to 10 mm, the uncured elastic layer forming material has a viscosity of 10 to 4000 Pa · s, and a discharge speed of 0.01 to 500 g / min. The elastic roller manufacturing apparatus according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the elastic roller manufacturing method, the elastic layer is formed on the outer peripheral surface of the shaft body after the uncured elastic layer forming material is applied to the outer surface of the shaft body.
Using the elastic roller manufacturing apparatus according to any one of
A fifth aspect of the present invention is the method for producing an elastic roller according to the fourth aspect, wherein the elastic layer forming material has a viscosity of 10 to 4000 Pa · s.
この発明においては、塗布ヘッド移動手段により、塗布ヘッドが、軸体における一端から他端へと向かって移動する。なお、軸体は縦に配置されることもあり、また横に配置されることもある。塗布ヘッドの軸体に対する初期位置は、軸体の一端又は他端であることもあり、また、軸体の一端寄り又は他端寄りであることもある。 In the present invention, the coating head moves from one end to the other end of the shaft body by the coating head moving means. In addition, a shaft body may be arrange | positioned vertically and may be arrange | positioned horizontally. The initial position of the coating head with respect to the shaft body may be one end or the other end of the shaft body, and may be closer to one end or the other end of the shaft body.
塗布ヘッドの内部に形成される収容部には、弾性層形成用材料が供給、充填される。弾性層形成用材料が、塗布ヘッドのスリット状吐出口から吐出されて軸体の外周面に塗布される。 The accommodating portion formed inside the coating head is supplied and filled with the elastic layer forming material. The elastic layer forming material is discharged from the slit-shaped discharge port of the coating head and applied to the outer peripheral surface of the shaft body.
塗布ヘッドは、塗布ヘッド移動手段により、軸体の軸線方向に沿って移動するので、塗布ヘッドが移動した領域につき、軸体の外周面に弾性層形成用材料が塗布される。 Since the coating head moves along the axial direction of the shaft body by the coating head moving means, the elastic layer forming material is coated on the outer peripheral surface of the shaft body in the region where the coating head has moved.
一つの、又は二つの弾性層形成用材料供給口しかない塗布ヘッドの場合、一つの、又は二つの弾性層形成用材料供給口に近いスリット状吐出口から吐出される弾性層形成用材料の流体圧及び/又は吐出量と弾性層形成用材料供給口から遠い位置にあるスリット状吐出口から吐出される弾性層形成用材料の流体圧及び/又は吐出量とが相違することにより、軸体の外周面に形成される弾性層に偏肉が生じるといった現象の発生又はその虞があるが、この発明においては、塗布ヘッドに設けられた3個以上の弾性層形成用材料供給口は、塗布ヘッドの中心軸線を中心にして回転対称の位置関係にあるので、スリット状吐出口から吐出される弾性層形成用材料の流体圧及び/又は吐出量がほぼ均一となり、したがって、軸体の外周面に形成される弾性層に偏肉が生じる虞がないか、生じたとしても実用上問題のないくらいに小さい。しかも、この発明によると、3個以上の弾性層形成用材料供給口から収容部内に弾性層形成用材料が供給されるので、スリット状吐出口から吐出される弾性層形成用材料が途切れることがなくなり、高い生産効率をもって弾性ローラを製造することができる。 In the case of an application head having only one or two elastic layer forming material supply ports, the fluid of the elastic layer forming material discharged from the slit-shaped discharge port close to one or two elastic layer forming material supply ports The pressure and / or discharge amount differs from the fluid pressure and / or discharge amount of the elastic layer forming material discharged from the slit-like discharge port located far from the elastic layer forming material supply port. In the present invention, three or more elastic layer forming material supply ports provided in the coating head are provided on the coating head. Therefore, the fluid pressure and / or the discharge amount of the elastic layer forming material discharged from the slit-shaped discharge port is almost uniform, and therefore, the outer peripheral surface of the shaft body is placed on the outer peripheral surface of the shaft body. Bullet formed There are no possibility that uneven thickness is generated in the layers, small enough no practical problem even occurs. In addition, according to the present invention, since the elastic layer forming material is supplied into the housing portion from three or more elastic layer forming material supply ports, the elastic layer forming material discharged from the slit-shaped discharge port may be interrupted. The elastic roller can be manufactured with high production efficiency.
また、一つの、又は二つの弾性層形成用材料供給口しかない塗布ヘッドの場合、一つの、又は二つの弾性層形成用材料供給口から収容部内に供給された弾性層形成用材料は収容部内を二手に分かれて流動して行き、ついには二手に分かれた弾性層形成用材料が合流し、その結果として軸体の外周面に形成される弾性層に筋目が形成され、また形成される虞があるが、この発明においては、3個以上の弾性層形成用材料供給口から収容部内に弾性層形成用材料が供給されるので、一つの弾性層形成用材料供給口から供給された弾性層形成用材料と他の弾性層形成用材料供給口から供給された弾性層形成用材料とが直ちに合流して一体化するので、その結果として軸体の外周面に形成される弾性層に筋目が形成されず、また形成される虞があるとしても実用上問題のない程度である。したがって、この発明によると、高い歩留まりをもって弾性ローラを製造することができる。 Further, in the case of an application head having only one or two elastic layer forming material supply ports, the elastic layer forming material supplied from the one or two elastic layer forming material supply ports into the accommodating portion is contained in the accommodating portion. The elastic layer forming material that has been divided into two hands finally merges, and as a result, streaks are formed in the elastic layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, and there is a risk of formation. However, in this invention, since the elastic layer forming material is supplied into the housing portion from three or more elastic layer forming material supply ports, the elastic layer supplied from one elastic layer forming material supply port Since the forming material and the elastic layer forming material supplied from the other elastic layer forming material supply port are immediately merged and integrated, there is a streak in the elastic layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body as a result. If it is not formed and may be formed And a degree no practical problem. Therefore, according to this invention, an elastic roller can be manufactured with a high yield.
一つの、又は二つの弾性層形成用材料供給口しかない塗布ヘッドの場合、その弾性層形成用材料が高粘度であると、高い吐出圧で収容部内に弾性層形成用材料を供給しないと、収容部内に弾性層形成用材料を充填することができず、またたとえ充填することができたとしても、スリット状吐出口から軸体の表面に吐出される弾性層形成用材料の供給量に、弾性層形成用材料供給口から収容部に供給される弾性層形成用材料の供給量が、追いつかず、その結果として、スリット状吐出口から供給される弾性層形成用材料の供給に断続が生じて、軸体の表面に弾性層を形成することができなくなるのであるが、この発明においては、3個以上の弾性層形成用材料供給口から収容部内に供給するのであるから、一つの、又は二つの弾性層形成用材料供給口しかない塗布ヘッドの場合に比べて弾性層形成用材料供給口をことさらに大きくする必要もなく、又成形時の成形速度をことさらに大きくする必要もない。 In the case of an application head having only one or two elastic layer forming material supply ports, if the elastic layer forming material has a high viscosity, the elastic layer forming material must be supplied into the housing portion with a high discharge pressure. Even if the elastic layer forming material could not be filled into the accommodating portion, and even if it could be filled, the supply amount of the elastic layer forming material discharged from the slit-like discharge port to the surface of the shaft body is The supply amount of the elastic layer forming material supplied from the elastic layer forming material supply port to the housing portion cannot catch up, and as a result, the supply of the elastic layer forming material supplied from the slit-shaped discharge port is intermittent. Thus, the elastic layer cannot be formed on the surface of the shaft body. In the present invention, the elastic layer forming material supply port supplies three or more elastic layers into the accommodating portion. Two elastic layer forming materials There is no need to increase the deliberately no need to increase the deliberately, and the extrusion rate at the time of molding the elastic layer forming material supply port as compared with the case of only the sheet outlet without coating head.
<弾性ローラ製造装置>
この発明に係る弾性ローラ製造装置は、弾性ローラを製造する装置である。この弾性ローラ1は、例えば、図1に示されるように、軸体2と軸体2の外周面に形成された弾性層3とを備え、所望により、図2に示されるように、さらに、弾性層3の外周面にコート層4を備え、図3に示される画像形成装置等に配設される。
<Elastic roller manufacturing equipment>
The elastic roller manufacturing apparatus according to the present invention is an apparatus for manufacturing an elastic roller. For example, as shown in FIG. 1, the
図6に示されるように、この発明の一例である弾性ローラ製造装置10は、塗布ヘッド11と塗布ヘッド移動手段12と軸体装着手段13とを有する。塗布ヘッド移動手段12は、基台14と、その上面に立設形成された支柱15の側面に設けられたガイドレール16と、このガイドレール16を走行する走行体17と、この走行体17に水平に取り付けられた塗布ヘッド装着部材18と、前記走行体17を駆動する図示しない駆動源とを有して成る。前記軸体装着手段13は、軸体2を垂直に固定する手段であり、前記支柱15から水平に延在する腕体19に設けられた、前記軸体2の上端部を着脱自在に固定する上部固定手段20と、前記基台14の上面に設けられた、前記軸体2の下端部を着脱自在に固定する下部固定手段21とを備えて成る。この弾性ローラ製造装置10は更に、弾性層形成用材料を前記塗布ヘッド11に供給する弾性層形成用材料供給手段21Aを備え、この弾性層形成用材料供給手段21Aは、前記弾性層形成用材料を貯留する貯留タンク22と、この貯留タンク22内の前記弾性層形成用材料を塗布ヘッド11に送り出す供給ライン23及びポンプ(図示せず。)とを備える。
As shown in FIG. 6, the elastic
前記塗布ヘッド11は、図4及び図5に示されるように、中心に軸体2を挿通する中心開口部24を有する環状の筐体25と、その筐体25の内部に形成された収容部26と、この収容部26と前記中心開口部24とを連通するように形成されたスリット状吐出口28と、この前記中心開口部24の中心軸線を中心にして回転対称に配置された例えば3個の弾性層形成用材料供給口29A、29B、29Cとを備え、前記塗布ヘッド装着部材18に設けられて成る。前記スリット状吐出口28は、前記中心開口部24を形成する塗布ヘッド11における円筒状の内側表面27に、前記軸体2の外周面を囲繞するように環状に形成されて成る。前記塗布ヘッド11における内側表面27と軸体2の外方面との間に一定間隔の間隙が形成されている。塗布ヘッド11における円筒状の内側表面27の軸心と軸体2の軸心とが一致している。前記3個の弾性層形成用材料供給口29A、29B、29Cは、図5に示されるように、塗布ヘッド11の中心軸線に対して互いに120度の角度をなすように塗布ヘッド11における筐体25の外側表面に配置され、また、120度回転による回転対象の位置にある。この3個の弾性層形成用材料供給口29A、29B、29Cは、供給ライン23と収容部26とを連通しており、供給ライン23にて送り込まれて来る弾性層形成用材料が弾性層形成用材料供給口29A、29B、29Cを通じて収容部26内に注入される。なお、この例では弾性層形成用材料供給口の数が3個であるが、この発明においては弾性層形成用材料供給口の数が3個以上であればよい。もっとも、塗布ヘッドの構造及びその製造の容易性等を考慮すると、弾性層形成用材料供給口の数は3個以上6個以下が好ましい。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
各弾性層形成用材料供給口29A、29B、29Cは、供給ライン23を介して貯留タンク22に連絡されていて、貯留タンク22内の弾性層形成用材料が収容部26内に供給されるようになっている。
The elastic layer forming
この塗布ヘッド11における前記中心開口部24の内側表面27と軸体2の外周面とは、0.1〜10mmの間隙70を有するのが好ましい。このような間隙70を有していると、粘度が10〜4000Pa・sである弾性層形成用材料を軸体2の外周面に均一に、筋目等の形成なく塗布して粗弾性層塗膜71を容易に形成することができる。
It is preferable that the inner surface 27 of the
<弾性層形成用材料>
前記弾性層形成用材料としては、弾性ローラ1における弾性層3を形成することのできる材料であればよく、例えばゴムと、導電性付与剤と、所望により各種添加剤とを含有する導電性ゴム組成物を挙げることができる。
<Elastic layer forming material>
The elastic layer forming material may be any material that can form the
前記ゴムは、特に限定されず、その粘度が10〜4000Pa・s以内であれば良い。例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム(エチレンプロピレンジエンゴムを含む。)、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴムが、耐熱性及び帯電特性等に優れる点で、好ましい。これらのゴムは、液状型であっても、ミラブル型であってもよく、弾性層3の成形方法、弾性層3に要求される特性等に応じて、適宜選択することができる。好ましく使用されるゴムとして、液状型シリコーンゴム、ウレタンゴムが挙げられる。
The said rubber | gum is not specifically limited, The viscosity should just be less than 10-4000 Pa.s. For example, silicone or silicone-modified rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber (including ethylene propylene diene rubber), styrene butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber , And rubbers such as fluororubber are mentioned. Silicone or silicone-modified rubber is preferred because it is excellent in heat resistance and charging characteristics. These rubbers may be a liquid type or a millable type, and can be appropriately selected depending on the molding method of the
前記液状型シリコーンゴムは、下記平均組成式(1)で示されるオルガノポリシロキサンを含有する。 The liquid type silicone rubber contains an organopolysiloxane represented by the following average composition formula (1).
RnSiO(4−n)/2 (1)
ここで、Rは、同一又は異なっていてもよい、置換又は非置換の1価炭化水素基、好ましくは炭素原子数1〜12、より好ましくは炭素原子数1〜8の1価炭化水素基であり、nは1.95〜2.05の正数である。
R n SiO (4-n) / 2 (1)
Here, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group which may be the same or different, preferably a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms. Yes, n is a positive number from 1.95 to 2.05.
前記Rは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基及びドデシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基及びヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基及びトリル基等のアリール基、β−フェニルプロピル基等のアラルキル基、並びに、これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子又はシアノ基等で置換したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基及びシアノエチル基等が挙げられる。 R is, for example, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group and a dodecyl group, a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group, an alkenyl such as a vinyl group, an allyl group, a butenyl group and a hexenyl group. Group, aryl groups such as phenyl and tolyl groups, aralkyl groups such as β-phenylpropyl group, and part or all of hydrogen atoms bonded to carbon atoms of these groups are substituted with halogen atoms or cyano groups A chloromethyl group, a trifluoropropyl group, a cyanoethyl group, etc. are mentioned.
前記(A)オルガノポリシロキサンは、分子鎖末端がトリメチルシリル基、ジメチルビニル基、ジメチルヒドロキシシリル基、トリビニルシリル基等で封鎖されていることが好ましい。このオルガノポリシロキサンは分子中に少なくとも2個の前記アルケニル基を有することが好ましく、具体的には、Rのうち0.001〜5モル%、特に0.01〜0.5モル%のアルケニル基を有することが好ましく、特にビニル基を有することが好ましい。特に、後述する硬化剤として白金系触媒とオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを組み合わせて使用する場合には、このようなアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが通常使用される。 In the (A) organopolysiloxane, the molecular chain end is preferably blocked with a trimethylsilyl group, a dimethylvinyl group, a dimethylhydroxysilyl group, a trivinylsilyl group or the like. This organopolysiloxane preferably has at least two alkenyl groups in the molecule, and specifically, 0.001 to 5 mol%, particularly 0.01 to 0.5 mol% of alkenyl groups in R. It is preferable to have a vinyl group. In particular, when a platinum catalyst and an organohydrogenpolysiloxane are used in combination as a curing agent described later, an organopolysiloxane having such an alkenyl group is usually used.
また、このオルガノポリシロキサンは、通常選択されたオルガノハロシランの1種若しくは2種以上を共加水分解縮合することによって、又は、シロキサンの3量体若しくは4量体等の環状ポリシロキサンをアルカリ性又は酸性の触媒を用いて開環重合することによって得ることができる。このオルガノポリシロキサンは基本的には直鎖状のジオルガノポリシロキサンであるが、一部分岐していてもよい。また、分子構造の異なる2種又はそれ以上の混合物であってもよい。このオルガノポリシロキサンは、通常、25℃におけるその粘度が100cSt以上であり、好ましくは100,000〜10,000,000cStである。また、このオルガノポリシロキサンは、通常、その重合度は100以上であり、好ましくは3,000以上であり、その上限は、好ましくは100,000であり、さらに10,000が好ましい。 In addition, this organopolysiloxane can be obtained by cohydrolyzing and condensing one or more selected organohalosilanes, or by converting cyclic polysiloxanes such as siloxane trimers or tetramers into alkaline or It can be obtained by ring-opening polymerization using an acidic catalyst. This organopolysiloxane is basically a linear diorganopolysiloxane, but may be partially branched. Further, it may be a mixture of two or more different molecular structures. This organopolysiloxane usually has a viscosity of 100 cSt or more at 25 ° C., preferably 100,000 to 10,000,000 cSt. The organopolysiloxane usually has a degree of polymerization of 100 or more, preferably 3,000 or more, and an upper limit of preferably 100,000, and more preferably 10,000.
前記導電性付与剤は、導電性を有していれば特に限定されず、例えば、導電性粉末、イオン導電性物質等が挙げられる。導電性粉末としては、より具体的には、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンの他に、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボン類、また、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、さらには、金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられ、イオン導電性物質としては、より具体的には、例えば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質等が挙げられる。導電性付与剤は、1種単独で、又は2種以上を組み合わせて、導電層としたときに所望の電気抵抗値を示すように、適宜の含有量で添加される。例えば、樹脂組成物における導電性付与剤の含有量は、前記ゴム100質量部に対して、2〜80質量部とすることができる。 The conductivity-imparting agent is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include conductive powder and ion conductive material. More specifically, examples of the conductive powder include carbons for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT in addition to conductive carbon such as ketjen black and acetylene black. In addition, metals such as titanium oxide, zinc oxide, nickel, copper, silver, germanium, and conductive polymers such as metal oxides, polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, etc. can be mentioned. Specific examples include inorganic ionic conductive materials such as sodium perchlorate, lithium perchlorate, calcium perchlorate, and lithium chloride. The conductivity imparting agent is added in an appropriate content so that a desired electrical resistance value is exhibited when the conductive layer is used alone or in combination of two or more. For example, the content of the conductivity-imparting agent in the resin composition can be 2 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber.
樹脂組成物は、所望によりシリカ系充填材を含有する。シリカ系充填材は、特に限定されないが、煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がRSi(OR’)3で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるRは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、N−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるR’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「KBM1003」及び「KBE402」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。なお、シランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、市販品を用いてもよく、例えば、J.M.HUBER株式会社製の商品名「Zeothix 95」等が入手可能である。シリカ系充填材の配合量は、前記樹脂100質量部に対して、11〜39質量部であるのが好ましく、15〜35質量部であるのが特に好ましい。 The resin composition contains a silica-based filler as desired. The silica-based filler is not particularly limited, and examples thereof include fumed silica or precipitated silica, and a surface having a high reinforcing effect that is surface-treated with a silane coupling agent represented by a general formula RSi (OR ′) 3. A treated silica-based filler is preferred. Here, R in the general formula is a glycidyl group, vinyl group, aminopropyl group, methacryloxy group, N-phenylaminopropyl group, mercapto group or the like, and R ′ in the general formula is a methyl group or an ethyl group. . The silane coupling agent represented by the general formula can be easily obtained, for example, as trade names “KBM1003” and “KBE402” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Such a silica-based filler surface-treated with a silane coupling agent can be obtained by treating the surface of the silica-based filler according to a conventional method. In addition, a commercial item may be used for the silica type filler surface-treated with the silane coupling agent. M.M. A trade name “Zeothix 95” manufactured by HUBER Co., Ltd. is available. The compounding amount of the silica-based filler is preferably 11 to 39 parts by mass, particularly preferably 15 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
樹脂組成物は、前記樹脂、所望により導電性付与剤及びシリカ系充填材に加えて、通常、樹脂組成物に含有される各種添加剤を含有してもよく、各種添加剤としては、例えば、硬化剤、鎖延長剤及び架橋剤等の助剤、触媒、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。 The resin composition may contain various additives usually contained in the resin composition in addition to the resin, and optionally a conductivity-imparting agent and a silica-based filler. Examples of the various additives include: Auxiliaries such as curing agents, chain extenders and crosslinking agents, catalysts, dispersants, foaming agents, anti-aging agents, antioxidants, fillers, pigments, colorants, processing aids, softeners, plasticizers, emulsifiers, Examples thereof include a heat resistance improver, a flame retardant improver, an acid acceptor, a heat conductivity improver, a release agent, and a solvent. These various additives may be commonly used additives or may be specially used additives depending on applications.
前記硬化剤としては、公知の白金系触媒とオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを組み合わせた硬化剤、及び、有機過酸化物が挙げられる。前記白金系触媒としては、公知の触媒を使用することができ、具体的には、白金元素単体、白金化合物、白金複合体、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール化合物、アルデヒド化合物、エーテル化合物、各種オレフィン類とのコンプレックス等が挙げられる。白金系触媒の含有量は、有効量、いわゆる触媒量であればよく、例えば、(A)オルガノポリシロキサンに対して、白金族金属換算で1〜2,000ppmとするのが好ましい。 Examples of the curing agent include a curing agent obtained by combining a known platinum-based catalyst and an organohydrogenpolysiloxane, and an organic peroxide. As the platinum-based catalyst, a known catalyst can be used, specifically, platinum element simple substance, platinum compound, platinum complex, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid alcohol compound, aldehyde compound, ether compound, Examples include complexes with various olefins. The content of the platinum-based catalyst may be an effective amount, that is, a so-called catalytic amount. For example, it is preferably 1 to 2,000 ppm in terms of platinum group metal with respect to (A) the organopolysiloxane.
前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、その重合度は300以下が好ましく、ジメチルハイドロジェンシリル基で末端が封鎖されたジオルガノポリシロキサン、末端がトリメチルシロキシ基でジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位からなる共重合体、ジメチルハイドロジェンシロキサン単位(H(CH3)2SiO1/2とSiO2単位とからなる低粘度流体、1,3,5,7−テトラハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジハイドロジェン−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン等が例示される。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの含有量は、(A)オルガノポリシロキサンのアルケニル基に対して、ケイ素原子に直結した水素原子が50〜500モル%となる割合で用いられるのが好ましい。 The organohydrogenpolysiloxane may be linear, branched or cyclic, and its degree of polymerization is preferably 300 or less, and a diorganopolysiloxane whose end is blocked with a dimethylhydrogensilyl group. A copolymer having a trimethylsiloxy group at its end and comprising a dimethylsiloxane unit and a methylhydrogensiloxane unit; a low-viscosity fluid comprising a dimethylhydrogensiloxane unit (H (CH 3 ) 2 SiO 1/2 and a SiO 2 unit; , 3,5,7-tetrahydrogen-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, 1-propyl-3,5,7-trihydrogen-1,3,5,7-tetramethylcyclo Tetrasiloxane, 1,5-dihydrogen-3,7-dihexyl-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasi Examples of the content of the organohydrogenpolysiloxane include (A) an alkenyl group of the organopolysiloxane that is used at a ratio of 50 to 500 mol% of hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms. Is preferred.
前記有機過酸化物としては、例えば、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等のアルキル過酸化物、ジクミルパーオキサイド等のアラルキル過酸化物等の有機過酸化物が挙げられる。有機過酸化物の含有量は有効量であればよく、例えば、(A)オルガノポリシロキサン100質量部に対して、0.1〜10質量部であるのが好ましい。 Examples of the organic peroxide include di-t-butyl peroxide, alkyl peroxides such as 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, dicumyl peroxide, and the like. Organic peroxides such as aralkyl peroxide can be mentioned. The content of the organic peroxide may be an effective amount, and for example, it is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (A) organopolysiloxane.
導電性ゴム組成物は、二本ローラ、三本ローラ、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ(ニーダー)、スターテックミキサー、ダイナミックミキサー等のゴム混練り機等を用いて、前記ゴム、導電性付与剤及び所望により各種添加剤が均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは5分〜1時間、常温又は加熱下で混練して、得られる。 The conductive rubber composition is prepared by using a rubber kneader such as a two-roller, a three-roller, a roll mill, a Banbury mixer, a dough mixer (kneader), a Startech mixer, a dynamic mixer, etc. It can be obtained, for example, by kneading for several minutes to several hours, preferably 5 minutes to 1 hour at room temperature or under heating until various additives are uniformly mixed as desired.
前記導電性ゴム組成物はこの弾性ローラを現像ローラとして形成する場合に好適である。 The conductive rubber composition is suitable when the elastic roller is formed as a developing roller.
前記弾性層形成用材料としては、ゴムと、発泡剤又は中空充填材と、所望により各種添加剤等とを含有するゴム組成物を挙げることもできる。このゴム組成物としては、例えば、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物及び発泡ウレタンゴム系組成物等が好ましく挙げられる。特に、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性及び耐残留歪み特性等に優れ、画像形成装置の高速運転にも耐えられる好適なゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。中空充填材としては、例えば、ゴム組成物を硬化した後に、セルを形成することのできる充填材であればよく、例えば、ポリオルガノシロキサン系球状粉末が挙げられる。ポリオルガノシロキサン系球状粉末は、ポリオルガノシロキサンからなる球状の粉末であればよく、例えば、シリコーンパウダ等が挙げられる。より具体的には、直鎖状のジメチルポリシロキサンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの粉末、シロキサン結合が(CH3SiO3/2)nで表される三次元網目状に架橋した構造を持つ、いわゆるポリメチルシルセスキオキサン等のシリコーンレジンの粉末、及び、前記シリコーンゴムの表面をシリコーンレジン等で被覆した被覆シリコーンゴムの粉末等が挙げられる。 Examples of the elastic layer forming material include a rubber composition containing rubber, a foaming agent or a hollow filler, and various additives as required. Preferred examples of the rubber composition include foamed silicone rubber-based compositions and foamed urethane rubber-based compositions that can form cells in an independent cell state. In particular, the foamed silicone rubber-based composition capable of forming a cell in an independent cell state is excellent in heat resistance, durability, resistance to residual strain, etc., and is suitable for a high-speed operation of an image forming apparatus. It is. As such a foamed silicone rubber composition, an addition reaction type foamed silicone rubber composition is particularly preferred. As a hollow filler, what is necessary is just a filler which can form a cell, for example after hardening | curing a rubber composition, For example, polyorganosiloxane type spherical powder is mentioned. The polyorganosiloxane spherical powder may be a spherical powder made of polyorganosiloxane, and examples thereof include silicone powder. More specifically, a silicone rubber powder having a structure in which linear dimethylpolysiloxane is crosslinked, and having a structure in which a siloxane bond is crosslinked in a three-dimensional network represented by (CH 3 SiO 3/2 ) n Examples thereof include a powder of silicone resin such as so-called polymethylsilsesquioxane, and a powder of coated silicone rubber in which the surface of the silicone rubber is coated with silicone resin or the like.
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤とを含有し、所望により、さらに、有機過酸化物架橋剤と耐熱性向上剤と各種添加剤とを含有してもよい。 The addition reaction type foamed silicone rubber composition contains a vinyl group-containing silicone raw rubber, a silica-based filler, a foaming agent, an addition reaction crosslinking agent, an addition reaction catalyst, and a reaction control agent. An organic peroxide crosslinking agent, a heat resistance improver, and various additives may be contained.
前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム(HTV:High Temperature Vulcanizing)等が挙げられる。これらのビニル基含有シリコーン生ゴムは、後工程で、発泡剤及び付加反応架橋剤等をロールミル等で容易に混練りすることができるという特性を有し、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。 Examples of the vinyl group-containing silicone raw rubber include millable silicone rubber and heat-crosslinked silicone rubber (HTV: High Temperature Vulcanizing). These vinyl group-containing silicone raw rubbers have the property that a foaming agent and an addition reaction cross-linking agent can be easily kneaded with a roll mill or the like in a later step, and are used alone or in combination of two or more. Can be used.
前記シリカ系充填材は、補強性を有する煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がRSi(OR’)3で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるRは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、N−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるR’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「KBM1003」及び「KBE402」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、5〜100質量部であるのがよい。シリカ系充填材は、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。 Examples of the silica-based filler include a fumed silica or a precipitated silica having a reinforcing property, and a surface having a high reinforcing effect that is surface-treated with a silane coupling agent represented by a general formula RSi (OR ′) 3. A treated silica-based filler is preferred. Here, R in the general formula is a glycidyl group, vinyl group, aminopropyl group, methacryloxy group, N-phenylaminopropyl group, mercapto group or the like, and R ′ in the general formula is a methyl group or an ethyl group. . The silane coupling agent represented by the general formula can be easily obtained, for example, as trade names “KBM1003” and “KBE402” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Such a silica-based filler surface-treated with a silane coupling agent can be obtained by treating the surface of the silica-based filler according to a conventional method. The compounding amount of the silica-based filler is preferably 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber. A silica type filler can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
前記発泡剤としては、従来、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。通常、ゴムに連続セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。弾性ローラ1においては、発泡剤は、独立セル状態のセルを形成することができる点で、有機系発泡剤であるのがよく、具体的には、例えば、アゾジカルボン酸アミド、アゾビス−イソブチロニトリル等のアゾ化合物が好適に使用される。特に、ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)が好適に使用できる。発泡剤の配合量は、発泡剤の種類によって相違するが、弾性層3のアスカーC硬度が27〜45となるように調整するのがよい。具体的には、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、0.1〜10質量部、特に0.5〜10質量部であるのがよい。発泡剤の配合量が、0.1質量部未満であると、形成される弾性層3に十分なセルを形成することができないことがあり、一方、10質量部を越えると、発泡シリコーンゴムとしての形態を維持することができなくなり、弾性層3の機械的強度が低下することがある。発泡剤として、ジメチル−1,1’−アゾ−ビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)を選択する場合には、その配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して0.5〜5質量部であるのが特によい。発泡剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
The foaming agent may be any foaming agent conventionally used for foamed rubber. Examples of the inorganic foaming agent include sodium bicarbonate and ammonium carbonate. Examples of the organic foaming agent include diazoamino derivatives, azonitrile derivatives, azo And organic azo compounds such as dicarboxylic acid derivatives. Usually, an inorganic foaming agent is used when forming continuous cells in rubber, and an organic foaming agent is used when forming independent cells. In the
前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に2個以上のSiH基(SiH結合)を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、環又は分枝状のいずれであってもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、0.01〜20質量部であるのがよい。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。 As the addition reaction crosslinking agent, for example, a known organohydrogenpolysiloxane can be used as an addition reaction type crosslinking agent having two or more SiH groups (SiH bonds) in one molecule. The organohydrogenpolysiloxane may be linear, cyclic or branched. The compounding amount of the organohydrogenpolysiloxane is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber. An addition reaction crosslinking agent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
前記付加反応触媒は、例えば、周期律表第9族又は第10族の金属単体及びその化合物が挙げられ、より具体的には、シリカ、アルミナ又はシリカゲル等の担体上に吸着された微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸六水塩とオレフィン又はジビニルジメチルポリシロキサンとの錯体、塩化白金酸六水塩のアルコール溶液等の白金系触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒等が挙げられる。これら付加反応触媒の配合量は、触媒量で十分であり、通常、周期律表第9族又は第10族の金属量に換算して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物全体に対して、1〜1,000ppmであるのがよく、10〜500ppmであるのが特によい。付加反応触媒の配合量が、周期律表第9族又は第10族の金属量に換算して、1ppmより少ないと、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応が十分に進行せず、ビニル基含有シリコーン生ゴムの硬化が不十分となることがあり、一方、1,000ppmを越えると、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応を促進する能力が向上せず、かえって、経済性が低下することがある。付加反応触媒は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
Examples of the addition reaction catalyst include group 9 or
前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を制限されることなく使用することができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して0.1〜2質量部であるのがよい。反応制御剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。 As the reaction control agent, known reaction control agents can be used without limitation, and examples thereof include methylvinylcyclotetrasiloxane, acetylene alcohols, siloxane-modified acetylene alcohol, and hydroperoxide. The compounding amount of the reaction control agent is preferably 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber. The reaction control agents can be used alone or in combination of two or more.
前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して0.3〜10質量部であるのがよい。有機過酸化物架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。 The organic peroxide cross-linking agent can be used alone to cross-link vinyl group-containing silicone raw rubber, but if used in combination as an auxiliary cross-linking agent for an addition reaction cross-linking agent, the physical properties of the silicone rubber, such as strength and strain, can be improved. improves. Examples of the organic peroxide crosslinking agent include benzoyl peroxide, bis-2,4-dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, and 2,5-dimethyl-2,5-bis. (T-butylperoxy) hexane and the like. The compounding amount of the organic peroxide crosslinking agent is preferably 0.3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber. An organic peroxide crosslinking agent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
耐熱性向上剤は、弾性層3の耐熱性を向上させる化合物であればよく、例えば、カーボンブラック、酸化鉄(ベンガラとも称する。)、酸化セリウム及び水酸化セリウム等が挙げられる。これらは一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
The heat resistance improver may be any compound that improves the heat resistance of the
前記カーボンブラックは、通常、その製造方法によって、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等に類別され得るが、硫黄、アミン等の含有量が多いと、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の付加反応を阻害することがあるので、硫黄、アミン等の含有量が少ないカーボンブラック、例えば、アセチレンブラックが好適に使用される。前記酸化鉄は、黒色ベンガラ(Fe3O4)及び赤色ベンガラ(Fe2O3)が好ましく挙げられる。前記酸化セリウム及び前記水酸化セリウムは、単独で使用されてもよいが、前記カーボンブラック及び/又は前記酸化鉄と共に使用されるのが、弾性層3の硬度変化を抑えることができる点で、好ましい。
The carbon black can be generally classified into furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, etc. depending on the production method. However, if the content of sulfur, amine, etc. is large, the addition reaction type foamed silicone rubber composition Since the addition reaction may be inhibited, carbon black having a low content of sulfur, amine, etc., for example, acetylene black is preferably used. Preferred examples of the iron oxide include black bengara (Fe 3 O 4 ) and red bengara (Fe 2 O 3 ). The cerium oxide and the cerium hydroxide may be used alone, but it is preferable that the cerium oxide and the cerium hydroxide are used together with the carbon black and / or the iron oxide because the change in hardness of the
前記耐熱性向上剤の総配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、0.1〜35質量部であるのがよく、1〜10質量部であるのが特によい。耐熱性向上剤の総配合量が前記範囲であれば、カーボンブラック、酸化鉄、酸化セリウム及び水酸化セリウムの配合量は、特に限定されない。例えば、カーボンブラックの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、0〜15質量部であるのがよく、0.2〜15質量部であるのがさらによく、2〜10質量部であるのが特によい。ベンガラの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、0〜30質量部であるのがよく、0.2〜30質量部であるのがさらによく、2〜20質量部であるのが特によい。酸化セリウム及び水酸化セリウムの配合量はそれぞれ、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、0.1〜5質量部であるのがよく、0.2〜2質量部であるのが特によい。 The total amount of the heat resistance improver is preferably 0.1 to 35 parts by mass, and particularly preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber. If the total blending amount of the heat resistance improver is within the above range, the blending amounts of carbon black, iron oxide, cerium oxide and cerium hydroxide are not particularly limited. For example, the compounding amount of the carbon black is preferably 0 to 15 parts by mass, more preferably 0.2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber. The mass part is particularly good. The blending amount of Bengala is preferably 0 to 30 parts by mass, more preferably 0.2 to 30 parts by mass, and 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber. There is especially good. The blending amounts of cerium oxide and cerium hydroxide are preferably 0.1 to 5 parts by weight, particularly 0.2 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the vinyl group-containing silicone raw rubber. Good.
前記各種添加剤は、例えば、炭酸カルシウム等の充填材、着色剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤等の添加剤、離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤、及び、得られるゴムの硬度を調整することのできる粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は、所望の配合量で配合される。 The various additives include, for example, fillers such as calcium carbonate, colorants, flame retardant improvers, thermal conductivity improvers, release agents, alkoxy silanes, diphenyl silane diols, carbon functional silanes, Examples thereof include dispersants such as both-end silanol-blocked low-molecular siloxanes, and non-reinforcing silica such as pulverized quartz and diatomaceous earth that can adjust the hardness of the resulting rubber. These various additives are blended in a desired blending amount.
前記ビニル基含有シリコーン生ゴム、前記シリカ系充填材及び前記各種添加剤を含有するシリコーンゴム組成物として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「KEシリーズ」及び「KEGシリーズ」等を容易に入手することができる。 As the silicone rubber composition containing the vinyl group-containing silicone raw rubber, the silica filler, and the various additives, for example, trade names “KE series” and “KEG series” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be easily used. It can be obtained.
ゴム組成物は、その比重は特に限定されないが、ゴム組成物の比重は弾性層3の密度にもある程度影響を与えるから、画像形成装置に配設される各種ローラに応じて、所定の比重に調整される。ゴム組成物の比重は、通常、1.00〜2.00であるのが好ましく、1.05〜1.50であるのがさらに好ましい。
The specific gravity of the rubber composition is not particularly limited, but the specific gravity of the rubber composition also affects the density of the
ゴム組成物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ(ニーダー)、スターテックミキサー、ダイナミックミキサー等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは5分以上1時間以下にわたって、常温又は加熱下で混練して、得られる。 Until the rubber composition is uniformly mixed using a rubber kneader such as a two-roll, three-roll, roll mill, Banbury mixer, dough mixer (kneader), Startec mixer, dynamic mixer, etc., for example, several It is obtained by kneading at room temperature or under heating for a period of minutes to several hours, preferably 5 minutes to 1 hour.
前記ゴム組成物は、この弾性ローラを定着ローラとする場合に、好適である。 The rubber composition is suitable when this elastic roller is used as a fixing roller.
<弾性ローラの製造>
弾性ローラ1を製造する場合、その軸体2は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮若しくはこれらの合金等の金属、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の樹脂、及び前記樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂等の材料を用いて、公知の方法により所望の形状に調製される。軸体2に導電性が要求される場合には、前記金属及び前記導電性樹脂の他に、前記樹脂等で形成した絶縁性芯体の表面に定法によりメッキを施して軸体2を形成することができる。前記材料の中でも、容易に導電性を付与することができる点で、金属であるのが好ましく、アルミニウム又はステンレス鋼であるのが特に好ましい。
<Manufacture of elastic rollers>
When the
軸体2は、所望により、その外周面にプライマーが塗布されてもよい。プライマーは、所望により溶剤等に溶解され、定法、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って、軸体2の外周面に塗布される。プライマーとしては、特に制限はないが、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。所望により、前記樹脂を硬化及び/又は架橋する架橋剤を用いることができ、このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が挙げられる。プライマー層は、例えば、0.1〜10μmの厚さに形成される。
The
弾性ローラ製造装置10に、軸体2が、軸体装着手段13により装着される。すなわち、塗布ヘッド11における中心開口部24に挿通した軸体2の上端部を上部固定手段20で固定し、軸体2の下端部を下部固定手段21で固定する。
The
初期状態においては、塗布ヘッド11は、軸体2の上端部近傍に位置する。塗布ヘッド11においては、貯留タンク22から未硬化の弾性層形成用材料が、3本の供給ライン23を通じて3個の弾性層形成用材料供給口29A、29B、29Cから収容部26内に供給され、収容部26内に未硬化の弾性層形成用材料が充満している。
In the initial state, the
この塗布ヘッド11における前記中心開口部24の内側表面27と軸体2の外周面との間隙70が、例えば0.1〜10mmである場合に、未硬化の前記弾性層形成用材料の粘度が10〜4000Pa・sであるときには、収容部26内からスリット状吐出口28を通じて軸体2の外表面に供給される未硬化の弾性層形成用材料の吐出速度は0.01〜500g/minであり、塗布ヘッド11の下降速度は軸体への未硬化の弾性層形成用材料が途切れないように、かつ軸体の周囲にあふれすぎないように適宜に調節するのが好ましい。このような吐出速度であると、偏肉が少ない、合わせ目がない、外径及び振れ精度が高いローラを成形し易く好ましい。
When the
特に、3個の弾性層形成用材料供給口29A、29B、29Cから収容部26内に未硬化の弾性層形成用材料が供給されると、収容部26内では、一つの弾性層形成用材料供給口から収容部26内に供給された未硬化の弾性層形成用材料の流れと、隣接する弾性層形成用材料供給口から収容部26内に供給された未硬化の弾性層形成用材料の流れとが合流して均一な流れ及び圧力となり、スリット状吐出口28の全周にわたって均一な吐出速度となって軸体2の外表面に未硬化の弾性層形成用材料が供給される。
In particular, when uncured elastic layer forming material is supplied into the
軸体2の上端部近傍に位置する塗布ヘッド11が、図示しない駆動手段により、軸体に沿って下降する。塗布ヘッド11の下降に伴って、前記スリット状吐出口28から吐出される未硬化の弾性層形成用材料が軸体2の外表面に塗布される。
The
塗布ヘッド11が軸体2の下端部近傍まで下降しきると、軸体2の外表面に未硬化の弾性層形成用材料による粗弾性層塗膜71が形成される。
When the
この後、粗弾性層塗膜71を有する軸体2を弾性ローラ製造装置10から取り外して、加熱硬化、必要に応じ、研磨・表層コーティング等をすることにより、弾性ローラ例えば現像ローラ、定着ローラ等を得る。
Thereafter, the
この発明の方法により製造された弾性ローラは、画像形成装置に好適に組み込むことができる。画像形成装置としては特に制限がないが、図3に示す画像形成装置を一例として挙げることができる。図3において、30は画像形成装置、31は像担持体、32は帯電手段、33は露光手段、34は転写手段、35は定着手段、36は被転写体、37はクリーニング手段、40は現像手段、41は現像剤収納部、42は現像剤、43は現像剤供給手段、44は現像ローラ、45は現像剤規制部材、50は筐体、52は開口部、53は定着ローラ、54は無端ベルト支持ローラ、及び55は無端ベルトである。
The elastic roller manufactured by the method of the present invention can be suitably incorporated in an image forming apparatus. Although there is no restriction | limiting in particular as an image forming apparatus, The image forming apparatus shown in FIG. 3 can be mentioned as an example. In FIG. 3, 30 is an image forming apparatus, 31 is an image carrier, 32 is a charging unit, 33 is an exposure unit, 34 is a transfer unit, 35 is a fixing unit, 36 is a transfer target, 37 is a cleaning unit, and 40 is a development unit. Means 41, developer container 42, developer 43, developer supply means 44, development roller 44,
(実施例1〜20)
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体(SUM22製、直径15mm、長さ275mm)をトルエンで洗浄し、その表面にシリコーン系プライマー(商品名「プライマーNo.16」、信越化学工業株式会社製)を塗布した。プライマー処理した軸体を、ギヤオーブンを用いて、150℃の温度にて10分焼成処理した後、常温にて30分以上冷却し、軸体の表面にプライマー層を形成した。
一方、液状導電性シリコーンゴム(商品名「KE−1334」、信越化学工業株式会社製)100質量部とカーボンブラック(商品名「アサヒサーマル」、旭カーボン株式会社製)10質量部とを、攪拌ミキサーにて混合し、真空脱泡し、成形用導電性シリコーンゴムとした。その粘度は35Pa・sであった。
(Examples 1-20)
An electroless nickel-plated shaft (SUM22,
On the other hand, 100 parts by mass of liquid conductive silicone rubber (trade name “KE-1334”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 10 parts by mass of carbon black (trade name “Asahi Thermal”, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.) were stirred. The mixture was mixed with a mixer and vacuum degassed to obtain a conductive silicone rubber for molding. The viscosity was 35 Pa · s.
次いで、シリコーンオイル(商品名「KF−96」、信越化学工業株式会社製)、及びシリカ(商品名「RS−150」、東ソー・シリカ株式会社製)を混合させる事により、表1の粘度となる様にして未硬化の弾性層形成用材料を調製した。 Next, by mixing silicone oil (trade name “KF-96”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and silica (trade name “RS-150”, manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd.), the viscosity of Table 1 Thus, an uncured elastic layer forming material was prepared.
次いで、3個の弾性層形成用材料供給口29A〜29Cを有する塗布ヘッド11を選択し、表1の吐出速度、間隙となるように調整した。
Next, the
(比較例1〜3)
塗布ヘッド11の中心軸線に対して180度の角度を成すように配置された2個の弾性層形成用材料供給口(図示せず。)を有する塗布ヘッド11を選択し、表1の吐出速度及び間隙になるように調整した。
(Comparative Examples 1-3)
The
〈弾性ローラの外径及び振れ精度の測定〉
表1の条件に基づいて成形された各弾性ローラを、ミツトヨ(株)製のレーザー測定器LSM−6000にて各弾性ローラの外径精度及び振れ精度を測定した。
<Measurement of outer diameter and runout accuracy of elastic roller>
Each elastic roller molded based on the conditions shown in Table 1 was measured for the outer diameter accuracy and runout accuracy of each elastic roller with a laser measuring device LSM-6000 manufactured by Mitutoyo Corporation.
外径精度は、少なくとも、弾性層3における中央部と両端部近傍との3点における外径を測定して、測定された外径から求めた弾性層3の平均外径(rav)に対する、各測定点における外径(rx)と平均外径(rav)との外径差(rx−rav)を百分率で示した値であり、具体的には、各測定点において、式[(rx−rav)/rav]×100(%)で算出される。ここで、弾性層3の外径精度は、定法に従って、弾性層3の測定点における外径を前記レーザー測定器で測定し、測定された各外径から、前記式により算出し、結果を下記基準に基づき判定した。
The outer diameter accuracy is at least the average outer diameter (r av ) of the
○:±0.14%
△:±0.25%(但し、±0.14%の範囲を除く。)
×:−0.25%未満、又は0.25%を越える(0.25%を含まない。)
弾性層3の振れ精度は、弾性層3の中心点3Cと軸体2の中心点2Cとの距離に影響される。例えば、図7(a)に示されるように、弾性ローラ1は、その弾性層3が、軸線方向において、軸体2の軸線2Cとその軸線とがずれて軸体2の外周面に形成され、弾性ローラ1のA−A線における断面が図7(b)に示されている。図7を参照すると、弾性層3の振れ精度は、弾性層3の最大厚さ(tmax)と最小厚さ(tmin)との差(tmax−tmin)、換言すると、軸体2の中心点2Cから弾性層3の外周面までの最長距離L2と最短距離L1との差(L2−L1)を、弾性層3の平均外径(rav)に対する百分率で示された値として、算出される。
○: ± 0.14%
Δ: ± 0.25% (excluding the range of ± 0.14%)
X: Less than −0.25% or more than 0.25% (excluding 0.25%)
The deflection accuracy of the
すなわち、弾性層3の振れ精度は、弾性層3の平均外径(rav)に対する、少なくとも、弾性層3における中央部と両端部近傍との3点における、弾性層3の最大厚さ(tmax)と最小厚さ(tmin)との差(tmax−tmin)を、百分率で示した値であり、より具体的には、各測定点において、式[(tmax−tmin)/rav]×100(%)で算出される。
That is, the deflection accuracy of the
ここで、弾性ローラの振れ精度は、弾性ローラを回転させながら、レーザー測長機により、各測定点における、弾性ローラの中心点から弾性ローラの外周面までの距離を測定し、測定された最長距離と最短距離とから、前記式により算出し、結果を下記基準に基づき判定した。 Here, the runout accuracy of the elastic roller is measured by measuring the distance from the center point of the elastic roller to the outer peripheral surface of the elastic roller at each measurement point with a laser length measuring machine while rotating the elastic roller. From the distance and the shortest distance, it was calculated by the above formula, and the result was judged based on the following criteria.
○:0.5%以下
△:0.5%を越え、0.8%以下
×:0.8%を越える。
○: 0.5% or less Δ: Over 0.5%, 0.8% or less ×: Over 0.8%
なお、図3に示される画像形成装置において、高品質の画像を形成するには、通常、外径精度は±0.25%の範囲内、振れ精度は0.8%以下であるのがよい。 In order to form a high-quality image in the image forming apparatus shown in FIG. 3, it is usually preferable that the outer diameter accuracy is within a range of ± 0.25% and the shake accuracy is 0.8% or less. .
〈ローラの電気抵抗値の測定〉
成形されたローラの電気抵抗は抵抗測定器例えば、製品名「R8340A」(アドバンテスト株式会社製)を用いて、ローラの全長に渡って、10mmの間隔で、一周72点で抵抗を測り、そのばらつきを測定した。
<Measurement of electrical resistance of roller>
The electrical resistance of the molded roller is measured by using a resistance measuring instrument such as a product name “R8340A” (manufactured by Advantest Co., Ltd.). Was measured.
電気抵抗値のばらつきは、以下の判定基準により判定された。 The variation in the electrical resistance value was determined according to the following criteria.
○: (電気抵抗値の最大値/電気抵抗値の最小値)が10以下
△: (電気抵抗値の最大値/電気抵抗値の最小値)は10を越え100以下
×: (電気抵抗値の最大値/電気抵抗値の最小値)が100を越える。
○: (maximum value of electrical resistance value / minimum value of electrical resistance value) is 10 or less △: (maximum value of electrical resistance value / minimum value of electrical resistance value) is over 10 and less than 100 ×: (of electrical resistance value (Maximum value / minimum value of electrical resistance value) exceeds 100.
1 弾性ローラ
2 軸体
2C 軸体の中心点
3 弾性層
3C 弾性層の中心点
4 コート層
10 弾性ローラ製造装置
11 塗布ヘッド
12 塗布ヘッド移動手段
13 軸体装着手段
14 軸体装着手段
15 支柱
16 ガイドレール
17 走行体
18 塗布ヘッド装着部材
19 腕体
20 上部固定手段
21 下部固定手段
21A 弾性層形成用材料供給手段
22 貯留タンク
23 供給ライン
24 中心開口部
25 筐体
26 収容部
27 内側表面
28 スリット状吐出口
29A、29B、29C 弾性層形成用材料供給口
30 画像形成装置
31 像担持体
32 帯電手段
33 露光手段
34 転写手段
35 定着手段
36 被転写体
37 クリーニング手段
40 現像手段
41 現像剤収納部
42 現像剤
43 現像剤供給手段
44 現像ローラ
45 現像剤規制部材
50 筐体
52 開口
53 定着ローラ
54 無端ベルト支持ローラ
55 無端ベルト
70 間隙
71 粗弾性層塗膜
80 レーザー測定器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記塗布ヘッドは、前記弾性ローラの軸体との間に同心環状の間隙を有し、前記弾性ローラの軸体に対して開口されたスリット状吐出口が形成され、
前記塗布ヘッドは、前記スリット状吐出口から吐出される未硬化の弾性層形成用材料を収容する収容部と、前記塗布ヘッドの中心軸線を中心にして回転対象に配置された3個以上の、前記収容部に前記弾性層形成用材料を供給する弾性層形成用材料供給口とを有して成る弾性ローラ製造装置。 An elastic roller manufacturing apparatus having a coating head and a coating head moving means capable of moving the coating head in the axial direction of the shaft body of the elastic roller,
The coating head has a concentric annular gap with the shaft body of the elastic roller, and is formed with a slit-like discharge port that is open to the shaft body of the elastic roller,
The coating head includes a housing part that houses an uncured elastic layer forming material ejected from the slit-shaped ejection port, and three or more disposed on a rotation target around the central axis of the coating head. An elastic roller manufacturing apparatus having an elastic layer forming material supply port for supplying the elastic layer forming material to the housing portion.
前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性ローラ製造装置を使用して、塗布ヘッド移動手段を軸体の軸線に沿って移動しつつ、スリット状吐出口から前記軸体の外表面に未硬化の弾性層形成用材料を吐出させて塗布することを特徴とする弾性ローラの製造方法。 In an elastic roller manufacturing method of forming an elastic layer on the outer peripheral surface of a shaft body after applying an uncured elastic layer forming material on the outer surface of the shaft body,
Using the elastic roller manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, while moving the coating head moving means along the axis of the shaft body, the outer surface of the shaft body from the slit-like discharge port A method for producing an elastic roller, characterized in that an uncured elastic layer forming material is discharged and applied to the surface.
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