JP2011170040A

JP2011170040A - シリコーンゴムローラの製造方法

Info

Publication number: JP2011170040A
Application number: JP2010032652A
Authority: JP
Inventors: Sadao Murayama; 定生村山
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】一次硬化体に付着した異物に起因する微細な凸部のない表面を有するシリコーンゴムローラの製造方法を提供すること。
【解決手段】軸体の外周面に形成されたシリコーンゴム層を備えてなるシリコーンゴムローラの製造方法であって、前記軸体の外周面に配置されたシリコーンゴム組成物を一次硬化してなる一次硬化体を除電ブローし、この一次硬化体を二次硬化して、前記シリコーンゴム層を形成することを特徴とするシリコーンゴムローラの製造方法。
【選択図】図１

Description

この発明は、シリコーンゴムローラの製造方法に関し、さらに詳しくは、一次硬化体に付着した異物に起因する微細な凸部のない表面を有するシリコーンゴムローラの製造方法に関する。

レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置には、例えば、現像剤を担持搬送する現像ローラ、現像剤を現像ローラに供給する現像剤供給ローラ、記録体を搬送する搬送ローラ、現像剤を記録体に転写させる転写ローラ、記録体上の現像剤を記録体に定着させる定着ローラ、定着ローラを圧接する加圧ローラ等の多種多様の各種ゴムローラを備えている。これらのゴムローラは、例えば、棒状の軸体とその外周に形成されたゴム層とを備えて成る。具体的には、シリコーンゴムローラ１は、図１に示されるように、軸体２と、軸体２の外周面にシリコーンゴム組成物を硬化してなるシリコーンゴム層３と、シリコーンゴム層３の外周面にコート層４とを備えている。

ところで、シリコーンゴム層３を備えたシリコーンゴムローラ１においては、シリコーンゴム自体が静電気を帯電しやすく、シリコーンゴム層３の表面に自身の周囲に存在するゴムカス若しくはパーティクル又は浮遊する浮遊物等の異物が吸着しやすくなる。通常シリコーンゴム組成物はその硬化を確実ならしめるため２度加熱硬化されるが、一次硬化後の一次硬化体には特に前記異物が吸着しやすくなる。

このように、一次硬化体の表面に異物が吸着した状態で二次硬化すると、得られるシリコーンゴム層３の表面には前記異物が固着して除去できなくなり、このシリコーンゴム層を最外層とするシリコーンゴムローラはもちろん、必要に応じて前記異物が付着したままシリコーンゴム層の外周面にコート層４等の他の層を形成したシリコーンゴムローラ１においても、その表面に前記異物に由来する凸部が形成されて画像形成装置に適用できなくなる。

一次硬化体に付着したシリコーンゴムカスを除去する方法として、「円筒金型内に、芯金を配置し、該芯金に対し同心状に液状シリコーンゴムを射出成形し、硬化して成形するローラの製造方法であって、一次硬化処理後に脱型したローラを、二次硬化処理の前に、ローラ表面をエアーブローで、シリコーンゴムカスを除去することを特徴とするローラの製造方法」が提案されている（特許文献１）。

ところが、近年の画像形成装置は高精細になっているから、画像形成装置に適用されるゴムローラは、シリコーンゴムカスだけでなく、ゴムローラの製造環境下に存在するパーティクル及び浮遊物等のより微細な異物も可能な限り除去して、製造されることが重要である。

特開２００９−１８６５８４号公報

この発明は、一次硬化体に付着した異物に起因する微細な凸部のない表面を有するシリコーンゴムローラの製造方法を提供することを、目的とする。

前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周面に形成されたシリコーンゴム層を備えてなるシリコーンゴムローラの製造方法であって、前記軸体の外周面に配置されたシリコーンゴム組成物を一次硬化してなる一次硬化体を除電ブローし、この一次硬化体を二次硬化して、前記シリコーンゴム層を形成することを特徴とするシリコーンゴムローラの製造方法である。

この発明に係るシリコーンゴムローラの製造方法は、一次硬化体を除電ブローして二次硬化するから、一次硬化体の表面に異物が付着していても前記除電ブローで除去することができるうえ一次硬化体に帯電した静電気を除電することができる。したがって、この発明によれば、一次硬化体に付着した異物に起因する微細な凸部のない表面を有するシリコーンゴムローラの製造方法を提供することができる。

図１は、この発明に係るシリコーンゴムローラの製造方法によって製造されるシリコーンゴムローラの一例を示す概略斜視図である。

この発明に係るシリコーンゴムローラの製造方法によって製造されるシリコーンゴムローラは、軸体の外周面に形成された筒状のシリコーンゴム層を備えてなるシリコーンゴムローラであればよく、前記シリコーンゴム層が最外層であってもよく、また、シリコーンゴム層の外周面に例えば表面層、コート層等の他の層が形成されていてもよい。さらに、前記シリコーンゴムローラのシリコーンゴム層は、気泡のないゴム層（所謂ソリッドゴム層とも称する。）であってもよく気泡が存在する発泡ゴム層であってもよい。このようなシリコーンゴムローラとして、例えば、図１に示されるように、軸体２と、軸体２の外周面にシリコーンゴム組成物を硬化してなる気泡のないシリコーンゴム層３と、シリコーンゴム層３の外周面にコート層４とを備えてなるシリコーンゴムローラ１が挙げられる。

この発明に係るシリコーンゴムローラの製造方法によって製造されるシリコーンゴムローラのシリコーンゴム層は、導電性を有していてもいなくてもよい。この発明に係るシリコーンゴムローラの製造方法においては、シリコーンゴム組成物の一次硬化体を除電ブローするから、シリコーンゴム層がより一層帯電し易い導電性シリコーンゴム層であっても、付着した異物を効果的に除去できると共に導電性シリコーンゴム層に帯電した静電気を効果的に除電できる。

この発明に係るシリコーンゴムローラの製造方法によって製造されるシリコーンゴムローラのシリコーンゴム層は、シリコーンゴム組成物の一次硬化体を研磨加工してなるシリコーンゴム層であっても研磨加工せずに二次硬化してなるシリコーンゴム層であってもよい。この発明においては、前記一次硬化体を研磨加工することなく二次加工してシリコーンゴム層を形成する場合であっても一次硬化体に付着した異物を除電ブローで効果的に除去できる。このような一次硬化体を研磨加工せずに二次硬化してなるシリコーンゴム層を備えてなるシリコーンゴムローラとして、シリコーンゴム組成物からなるソリッドゴム層を備えたシリコーンゴムローラが挙げられ、具体的には、画像形成装置等に装着される、現像ローラ、現像剤供給ローラ、クリーニングローラ等が挙げられる。

この発明に係る弾性ローラの製造方法（以下、この発明に係る製造方法と称することがある。）は、前記シリコーンゴムローラを製造する製造方法であって、前記軸体の外周面に配置されたシリコーンゴム組成物を一次硬化してなる一次硬化体を除電ブローし、この一次硬化体を二次硬化して、前記シリコーンゴム層を形成することを特徴とする。すなわち、この発明に係る製造方法は、前記軸体の外周面にシリコーンゴム組成物を配置する工程と、このシリコーンゴム組成物を一次硬化して一次硬化体を成形する工程と、この一次硬化体を除電ブローする工程と、除電ブローされた一次硬化体を二次硬化してシリコーンゴム層３を形成する工程とを有する。以下に、図１に示されるシリコーンゴムローラ１を例にあげて、この発明に係る製造方法を説明する。

この発明に係る製造方法を実施するには、軸体２及びシリコーンゴム層３を形成するシリコーンゴム組成物を準備する。前記軸体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は、所望により、例えば０．１〜１０μｍの厚さのプライマー層を形成するため、外周面に従来公知のプライマーが塗布されてもよい。

前記シリコーンゴム組成物は、シリコーンゴム層３を形成することのできるゴム組成物であればよく、例えば、シリコーンゴムを含有し、所望により、導電性付与剤、発泡剤及び／又は各種添加剤を含有するシリコーンゴム組成物を挙げることができる。このようなシリコーンゴム組成物として、例えば、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物等が挙げられる。

前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物として、例えば、（Ａ）平均組成式：Ｒ_ｎＳｉＯ_{（４−ｎ）／２}（Ｒは、同一又は異なっていてもよい、置換又は非置換の一価炭化水素基、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の一価炭化水素基であり、ｎは１．９５〜２．０５の正数である。）で示されるオルガノポリシロキサン、（Ｂ）充填材、及び、（Ｃ）前記（Ｂ）成分に属するもの以外の導電性材料を含有する付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分（Ａ）〜（Ｃ）は、例えば、特開２００８−０５８６２２号公報に記載の「付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。

前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、（Ｄ）一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個含有するオルガノポリシロキサンと、（Ｅ）一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、（Ｆ）平均粒径が１〜３０μｍで、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ^３である無機質充填材と、（Ｇ）導電性付与剤と、（Ｈ）付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分（Ｄ）〜（Ｈ）は、例えば、特開２００８−０５８６２２号公報に記載の「付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。

前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物として、例えば、（Ｉ）ビニル基含有シリコーン生ゴムと、（Ｊ）シリカ系充填材と、（Ｋ）発泡剤と、（Ｌ）付加反応架橋剤と、（Ｍ）付加反応触媒と、（Ｎ）反応制御剤と、（Ｏ）導電性付与剤とを含有し、所望により（Ｐ）有機過酸化物架橋剤と（Ｑ）各種添加剤とを含有する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分（Ｉ）〜（Ｑ）は、例えば、特開２００８−０７６７５１号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。

この発明に係る製造方法においては、前記軸体２の外周面にシリコーンゴム組成物を配置する。シリコーンゴム組成物の配置は用いるシリコーンゴム組成物に応じて従来の方法を適宜に採用すればよい。例えば、液状シリコーンゴム組成物を用いる場合には、軸体２を収納可能な成形金型を用いて、軸体２を収納した成形金型に液状シリコーンゴム組成物を充填して、シリコーンゴム組成物を軸体２の外周面に配置することができる。一方、液状ではないシリコーンゴム組成物を用いる場合には、例えば、押出機を用いてシリコーンゴム組成物と軸体２とを押出成形して、シリコーンゴム組成物を軸体２の外周面に配置することができる。

この発明に係る製造方法においては、次いで、軸体２の外周面に配置されたシリコーンゴム組成物を一次硬化して一次硬化体を成形する。シリコーンゴム組成物を一次硬化させるときの硬化条件はシリコーンゴム組成物が硬化する硬化条件を適宜に選択できる。例えば、前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物を一次硬化させる場合は、加熱温度は１００〜５００℃、好ましくは１２０〜３００℃であり、硬化時間は数秒以上１時間以下、好ましくは１０秒以上〜３５分以下である。前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を一次硬化させる場合は、加熱温度は１００〜３００℃、好ましくは１１０〜２００℃であり、硬化時間は５分〜５時間、好ましくは５分〜３時間である。前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を一次硬化させる場合は、加熱温度は１７０〜５００℃程度、好ましくは２００〜４００℃であり、硬化時間は数分以上１時間以下、好ましく５〜３０分間である。

この発明に係る製造方法においては、所望により、一次硬化体を除電ブローする工程の前又は後に、一次硬化体の形状及び／又は外径を調整する工程を実施することができる。この工程においては、例えば、研磨処理、切除処理、ブラスト処理、旋削処理等の各処理を適宜に選択できる。

この発明に係る製造方法においては、次いで、この一次硬化体を除電ブローする。この工程は、イオン化エアーを前記一次硬化体の表面に吹き付ける工程であり、例えば、公知の除電ブロー装置、除電ブロアー装置、除電エアーガン等を用いて行うことができる。例えば、前記除電エアーガンとして、商品名「シムコ静電気除去装置イオナイジングエアーガン・トップガン」（シムコジャパン株式会社製）等が挙げられる。

この発明に係る製造方法における除電ブローは、一次硬化体の表面にイオン化エアーを吹き付けることができればよく、軸体２を中心に一次硬化体を回転させながら一次硬化体の表面全体にイオン化エアーを吹き付けるのが特に好ましい。

この発明に係る製造方法において、除電ブローにおけるイオン化エアーの噴出圧及び噴出角度、前記装置又は前記エアーガンにおける噴出口の形状及び噴出口数、一体成形体の回転数、除電エアーガンを用いるときの一体成形体の軸線方向に沿う除電エアーガンの移動速度等の除電ブロー条件は適宜に設定されるが、イオン化エアーの吹き付け時間が２秒以上であるのが、一次硬化体の表面に付着した異物を効果的に除去できると共に帯電した静電気を除電できる点で、好ましい。

この発明に係る製造方法における除電ブローは、単なるエアーブローと異なり、異物の除去に加えて帯電した静電気を除電できるから、一度除電された一次硬化体はその近傍に浮遊する浮遊物等が付着することなく異物が実質的にない状態を比較的長期間、例えば、除電ブロー終了後から二次硬化開始までの工程間隔以上の期間にわたって維持することができる。したがって、この発明に係る製造方法においては、除電ブローは、一次硬化体の一次硬化後から二次硬化処理までの間に少なくとも１回行われればよい。なお、この発明において、必要に応じて、シリコーンゴム組成物の一次硬化から二次硬化までの工程全体にわたって一次硬化体に除電ブローしてもよく、多数の浮遊物が浮遊する環境においてはシリコーンゴム組成物の一次硬化及び二次硬化を例えば無塵室等のクリーンルーム内で行ってもよい。

この発明に係る製造方法においては、次いで、除電ブローされた一次硬化体を二次硬化してシリコーンゴム層３を形成する。シリコーンゴム組成物を二次硬化させるときの硬化条件はシリコーンゴム組成物が二次硬化する硬化条件を適宜に選択でき、通常、前記一次硬化条件よりも高温に設定される。例えば、前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物の一次硬化体を二次硬化させる場合は、加熱温度は１００〜２００℃で硬化時間は１〜２０時間である。前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の一次硬化体を二次硬化させる場合は、加熱温度は１２０〜２５０℃で硬化時間は３０〜７０時間である。前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の一次硬化体を金型を用いずに二次硬化させる場合は、加熱温度は１８０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０℃であり、硬化時間は１〜２４時間、好ましくは３〜１０時間であり、前記一次硬化体を金型で二次硬化する場合には、加熱温度は１３０〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃であり、硬化時間は５分以上２４時間以下、好ましくは１０分以上１０時間である。

前記シリコーンゴム組成物の一次硬化体にはその外表面にスキン層と称される薄膜状の表面層が形成されることがある。このスキン層は粘着性を有しており、一次硬化体を二次硬化する時に隣接配置された一次硬化体同士が密着して、複数の二次硬化体が固着することがある。ところが、一次硬化体を二次硬化する前に除電ブローすると、スキン層同士が接触しても密着しにくくなり、二次成形体同士が固着することを効果的に防止できる。

前記のようにして一次硬化体を二次硬化すると、シリコーンゴム組成物が一次硬化及び二次硬化してなるシリコーンゴム層３が軸体２の外周面に形成される。

この発明に係る製造方法においては、所望により、シリコーンゴム層３の外周面に表面層及びコート層等の他の層を形成することもできる。他の層は、例えば、樹脂組成物又はゴム組成物等の適宜の組成物をシリコーンゴム層３の外周面に塗布した後に硬化して、形成される。

この発明に係る製造方法によって製造されたシリコーンゴムローラは、一次硬化体を二次硬化する前に除電ブローされて、その表面に付着した大部分の異物が除去されているうえ、一次硬化体に帯電した静電気が除電されて異物の付着を実質的に防止できるから、一次硬化体に付着した異物に起因する微細な凸部が実質的にない表面を有している。したがって、この発明によれば、一次硬化体に付着した異物に起因する微細な凸部のない表面を有するシリコーンゴムローラの製造方法を提供することができる。

また、この発明に係る製造方法によれば、二次硬化中に一次硬化体同士が密着することがないから、一次硬化体のほとんどすべてを密着させることなく二次硬化体にすることができる。したがって、この発明によれば、一次硬化体に付着した異物に起因する微細な凸部のない表面を有するシリコーンゴムローラを生産性よく製造できるシリコーンゴムローラの製造方法を提供することができる。

特に、この発明に係る製造方法によれば、導電性シリコーンゴム組成物においても帯電した静電気を効果的に除電できる。また、この発明に係る製造方法によれば、一次硬化体の研磨加工が不要なソリッドゴム層を備えたシリコーンゴムローラであっても微細な凸部のない表面を有するシリコーンゴムローラを製造できる。

したがって、この発明に係るシリコーンゴムローラの製造方法によって製造されたシリコーンゴムローラは画像形成装置に装着されるシリコーンゴムローラとして好適である。特に、この発明に係るシリコーンゴムローラの製造方法によって製造されたシリコーンゴムローラは、導電性シリコーンゴム層又はソリッドゴム層を備え、微細な凸部のない表面を有することが要求される、例えば、現像ローラ、現像剤供給ローラ、クリーニングローラ等として特に好適である。

１シリコーンゴムローラ
２軸体
３シリコーンゴム層
４コート層４

Claims

軸体の外周面に形成されたシリコーンゴム層を備えてなるシリコーンゴムローラの製造方法であって、前記軸体の外周面に配置されたシリコーンゴム組成物を一次硬化してなる一次硬化体を除電ブローし、この一次硬化体を二次硬化して、前記シリコーンゴム層を形成することを特徴とするシリコーンゴムローラの製造方法。