JP2014089382A - Oa equipment roller and manufacturing method thereof - Google Patents

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Yoshitaka Ikeda
吉隆 池田
Masatoshi Ishikawa
雅敏 石川
Kazuaki Ikeda
一秋 池田
Kazuhiro Kizawa
一浩 木澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an OA equipment roller having excellent applicability to high-speed printing, and a manufacturing method thereof.SOLUTION: The OA equipment roller includes: a cylindrical core body; and an outermost layer laminated on a peripheral surface side of the core body. A main component of the outermost layer is fluororesin. The fluororesin of the outermost layer is crosslinked and chemically bonded with a material for an inner layer. A formation material of the core body is preferably a heat resistant resin. The fluororesin of the outermost layer is preferably tetrafluoroethylene-perfluoro alkyl vinyl ether copolymer (PFA) or poly-tetrafluoroethylene (PTFE). The outermost layer preferably includes PFA and PTFE, and the mass ratio of the PFA and the PTFE is preferably 99:1 or larger and 50:50 or smaller.

Description

本発明は、OA機器用ローラ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a roller for office automation equipment and a method for manufacturing the same.

複写機、レーザービームプリンター等の画像形成装置において、印刷及び複写の最終段階では一般に熱定着方式が採用されている。この熱定着方式は、加熱源を内部に設けた定着ローラと加圧ローラとの間にトナー画像が転写された印刷用紙等の被転写物を通過させることで、未定着のトナーを加熱溶融し、被転写物にトナーを定着させて画像を形成する方式である。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer, a thermal fixing method is generally employed at the final stage of printing and copying. This thermal fixing system heats and melts unfixed toner by passing an object to be transferred, such as printing paper onto which a toner image is transferred, between a fixing roller and a pressure roller provided with a heating source. In this method, toner is fixed on a transfer object to form an image.

上記定着ローラとしては、合成樹脂や金属等からなる筒状の芯体の外周面に直接又は他の層を介して最外層を形成した構造のものが一般に使用されている。かかる定着ローラは、トナーが定着ローラに残留して二重転写となる所謂オフセットを防ぎトナーを良好に定着させる必要があるので、最外層にはトナーに対する離型性が求められる。そのため、定着ローラの最外層には高い離型性を有するフッ素樹脂が用いられている。このフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(EFP)等が使用される。最外層は通常これらのフッ素樹脂を含有する分散液(塗料)を芯体に直接又は他の層を介して塗工し焼成することにより形成されている。   As the fixing roller, one having a structure in which the outermost layer is formed directly or via another layer on the outer peripheral surface of a cylindrical core body made of synthetic resin, metal, or the like is generally used. In such a fixing roller, it is necessary to prevent the so-called offset, in which the toner remains on the fixing roller and double transfer is performed, and to fix the toner satisfactorily. Therefore, a fluororesin having high releasability is used for the outermost layer of the fixing roller. As this fluororesin, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (EFP), or the like is used. The outermost layer is usually formed by applying a dispersion (paint) containing these fluororesins to the core directly or through another layer and baking.

近年、画像形成装置の印刷又は複写機能の高速化に伴い、定着ローラに求められる離型性等の品質基準が高くなってきているため、これに対応すべく、高価ではあるが分子量が小さくPTFEよりも離型性に優れるPFAをPTFEに混合した塗料を用いた定着ローラが考案されている(特開平10−142990号公報)。   In recent years, as the printing or copying function of an image forming apparatus has increased in speed, the quality standard such as releasability required for a fixing roller has been increased. To cope with this, PTFE is inexpensive but has a low molecular weight. A fixing roller using a coating material in which PFA is mixed with PTFE, which is more excellent in releasability, has been devised (Japanese Patent Laid-Open No. 10-142990).

特開平10−142990号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-142990

しかしながら、フッ素樹脂はフッ素原子同士の結合力の弱さに起因して耐摩耗性が低く、また表面エネルギーの低さに起因して内側層との剥離強度(密着力)が低いため、高速印刷における耐性に改善の余地がある。そのため、これらの特性を高めた高速印刷に対する適用性を有する定着ローラ、加圧ローラ、現像ローラ等のOA機器用ローラが求められている。   However, fluororesins have low abrasion resistance due to weak bonding force between fluorine atoms, and low peel strength (adhesion) with the inner layer due to low surface energy, so high-speed printing There is room for improvement in tolerance. Therefore, there is a demand for rollers for office automation equipment such as a fixing roller, a pressure roller, and a developing roller that have applicability to high-speed printing with these characteristics enhanced.

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、耐摩耗性及び剥離強度に優れたOA機器用ローラ及びその製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed based on the above situations, and it aims at providing the roller for OA equipment excellent in abrasion resistance and peeling strength, and its manufacturing method.

上記課題を解決するためになされた発明は、
円柱状の芯体と、この芯体の周面側に積層される最外層とを備え、この最外層の主成分がフッ素樹脂であるOA機器用ローラであって、
上記最外層のフッ素樹脂が、架橋し、かつ内側層の材料と化学結合していることを特徴とする。
The invention made to solve the above problems is
A roller for OA equipment comprising a cylindrical core body and an outermost layer laminated on the peripheral surface side of the core body, the main component of the outermost layer being a fluororesin;
The outermost layer fluororesin is cross-linked and chemically bonded to the inner layer material.

当該OA機器用ローラは、最外層を構成するフッ素樹脂が架橋しているため、耐摩耗性に優れる。また、このフッ素樹脂が内側層の材料と化学結合しているため、最外層と芯体等の内側層との密着性が向上し、剥離強度にも優れる。その結果、当該OA機器用ローラは高速印刷に対して高い適用性を有する。なおOA機器用ローラとは、定着ローラ、加圧ローラ、現像ローラ等のOA機器に用いられるローラを意味する。   The roller for OA equipment is excellent in wear resistance because the fluororesin constituting the outermost layer is crosslinked. Moreover, since this fluororesin is chemically bonded to the material of the inner layer, the adhesion between the outermost layer and the inner layer such as the core is improved, and the peel strength is also excellent. As a result, the OA equipment roller has high applicability for high-speed printing. The OA equipment roller means a roller used in OA equipment such as a fixing roller, a pressure roller, and a developing roller.

上記芯体の形成材料が耐熱性樹脂であることが好ましい。このように芯体の形成材料に耐熱性樹脂を用いることで、当該OA機器用ローラの芯体の成形を容易にすることができる。また、芯体の周面に直接最外層を積層する場合、フッ素樹脂との上記化学結合がより強固になり、最外層の剥離強度をさらに高めることができる。   The material for forming the core is preferably a heat resistant resin. Thus, by using a heat-resistant resin as the core body forming material, the core body of the OA equipment roller can be easily molded. Further, when the outermost layer is laminated directly on the peripheral surface of the core body, the chemical bond with the fluororesin becomes stronger, and the peel strength of the outermost layer can be further increased.

上記最外層のフッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であるとよい。最外層に分子量の小さいPFAを用いることで、最外層の凹凸を小さくして離形性を向上させることができる。また、最外層に安価なPTFEを用いることで、OA機器用ローラのコストを低減することができる。   The outermost fluororesin may be tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE). By using PFA having a small molecular weight for the outermost layer, the unevenness of the outermost layer can be reduced to improve the releasability. Moreover, the cost of the roller for OA equipment can be reduced by using inexpensive PTFE for the outermost layer.

上記最外層がテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含むことが好ましく、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)とポリテトラフルオロエチレン(PTFE)との質量比としては99:1以上50:50以下が好ましい。このように最外層に上記質量比でPFA及びPTFEを混合したフッ素樹脂を用いることで、PTFEが結晶核剤のように働き、PFAの結晶化度が高まるため、離型性及び耐摩耗性をより向上させることができる。   The outermost layer preferably contains a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) and polytetrafluoroethylene (PTFE), and the tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) and polytetrafluoro As mass ratio with ethylene (PTFE), 99: 1 or more and 50:50 or less are preferable. In this way, by using a fluororesin in which PFA and PTFE are mixed in the above mass ratio in the outermost layer, PTFE works like a crystal nucleating agent, and the crystallinity of PFA is increased. It can be improved further.

また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
円柱状の芯体と、この芯体の周面側に積層される最外層とを備え、この最外層の主成分がフッ素樹脂であるOA機器用ローラの製造方法であって、
上記芯体の周面側にフッ素樹脂を主成分とする最外層を積層する工程と、
無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下で電離放射線を照射する工程と
を有することを特徴とする。
Moreover, another invention made in order to solve the said subject is:
A manufacturing method of a roller for OA equipment comprising a cylindrical core body and an outermost layer laminated on the peripheral surface side of the core body, the main component of the outermost layer being a fluororesin,
A step of laminating an outermost layer mainly composed of a fluororesin on the peripheral surface side of the core;
And irradiating with ionizing radiation in a molten state of oxygen-free and fluororesin.

上記製造方法によれば、無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下で最外層に電離放射線を照射するため、フッ素樹脂が架橋され、かつ内側層の材料と化学結合する。その結果、耐摩耗性及び剥離強度の高いOA機器用ローラを得ることができる。   According to the above manufacturing method, since the outermost layer is irradiated with ionizing radiation in the molten state of oxygen-free and fluororesin, the fluororesin is crosslinked and chemically bonded to the material of the inner layer. As a result, it is possible to obtain an OA equipment roller having high wear resistance and high peel strength.

上記電離放射線の照射線量としては、1kGy以上1000kGy以下が好ましい。このように電離放射線の照射線量を上記範囲内とすることで、フッ素樹脂の架橋及び化学結合を容易かつ確実に促進できる。   The irradiation dose of the ionizing radiation is preferably 1 kGy or more and 1000 kGy or less. Thus, by setting the irradiation dose of ionizing radiation within the above range, crosslinking and chemical bonding of the fluororesin can be easily and reliably promoted.

ここで、「円柱状」とは、中空を有する所謂円筒状も含む概念である。「無酸素状態」とは、酸素濃度が1000ppm以下の状態をいう。   Here, the “columnar shape” is a concept including a so-called cylindrical shape having a hollow. “Anoxic state” refers to a state where the oxygen concentration is 1000 ppm or less.

以上説明したように、本発明のOA機器用ローラは、高速印刷に対する高い適用性を有する。   As described above, the OA equipment roller of the present invention has high applicability to high-speed printing.

図1は、本発明の一実施形態に係るOA機器用ローラを示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a roller for office automation equipment according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1の実施形態とは異なる実施形態に係るOA機器用ローラを示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a roller for OA equipment according to an embodiment different from the embodiment of FIG. 図3は、図1及び図2の実施形態とは異なる実施形態に係るOA機器用ローラを示す模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an OA equipment roller according to an embodiment different from the embodiment of FIGS. 1 and 2.

以下、本発明に係るOA機器用ローラの実施形態について図面を参照しつつ詳説する。   Hereinafter, an embodiment of a roller for office automation equipment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第一実施形態]
図1のOA機器用ローラ1は、円筒状の芯体2と、この芯体2の外周面に積層された円筒状の最外層3とを備えている。
[First embodiment]
The OA equipment roller 1 of FIG. 1 includes a cylindrical core body 2 and a cylindrical outermost layer 3 laminated on the outer peripheral surface of the core body 2.

<芯体>
芯体2は、その内部に加熱用のヒータ(図示省略)が収容されている。芯体2の内径としては、ヒータを収容できれば特に限定されず、例えば10mm以上40mm以下とすることができる。また、芯体2の平均厚さとしては、十分な強度を維持できれば特に限定されず、例えば10μm以上100μm以下とすることができる。
<Core>
The core body 2 accommodates a heater (not shown) for heating. The inner diameter of the core body 2 is not particularly limited as long as it can accommodate a heater, and can be, for example, 10 mm or more and 40 mm or less. Further, the average thickness of the core body 2 is not particularly limited as long as sufficient strength can be maintained, and may be, for example, 10 μm or more and 100 μm or less.

芯体2の材質としては、ポリイミド、ポリアミド等の耐熱性樹脂や、鉄、ステンレス等の鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属などを用いることができる。これらの中でも成形性に優れる耐熱性樹脂が好ましく、特に耐熱性及び強度に優れるポリイミドが好ましい。芯体2の形成材料として耐熱樹脂を用いる場合、例えばドラム状の金型の外周面に樹脂を塗布し、金型を回転させながら加熱し、金型を離型することで円筒状の芯体2を容易かつ確実に形成できる。   As a material of the core body 2, heat resistant resin such as polyimide and polyamide, steel such as iron and stainless steel, metal such as aluminum and aluminum alloy, and the like can be used. Among these, a heat resistant resin excellent in moldability is preferable, and a polyimide excellent in heat resistance and strength is particularly preferable. When heat-resistant resin is used as a material for forming the core body 2, for example, a cylindrical core body is formed by applying a resin to the outer peripheral surface of a drum-shaped mold, heating the mold while rotating, and releasing the mold. 2 can be formed easily and reliably.

<最外層>
最外層3は、主成分がフッ素樹脂であり、芯体2の外周面に積層されている。この最外層3は、外周面が被転写物のトナー画像が転写された面に接触する層である。
<Outermost layer>
The outermost layer 3 is mainly composed of a fluororesin, and is laminated on the outer peripheral surface of the core body 2. The outermost layer 3 is a layer whose outer peripheral surface is in contact with the surface of the transferred material on which the toner image is transferred.

最外層3の平均厚さの下限としては1μmが好ましく、5μmがより好ましい。一方、最外層3の平均厚さの上限としては50μmが好ましく、35μmがより好ましい。最外層3の平均厚さが上記下限未満の場合、当該OA機器用ローラ1の弾性及び強度が不十分となるおそれがある。逆に、最外層3の平均厚さが上記上限を超える場合、製造コストが増加するほか、当該OA機器用ローラ1のサイズが不必要に大きくなるおそれがある。   The lower limit of the average thickness of the outermost layer 3 is preferably 1 μm and more preferably 5 μm. On the other hand, the upper limit of the average thickness of the outermost layer 3 is preferably 50 μm, and more preferably 35 μm. When the average thickness of the outermost layer 3 is less than the above lower limit, the elasticity and strength of the OA equipment roller 1 may be insufficient. Conversely, when the average thickness of the outermost layer 3 exceeds the above upper limit, the manufacturing cost increases and the size of the roller 1 for OA equipment may be unnecessarily large.

最外層3の主成分であるフッ素樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(EFP)、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体(FEP)等を挙げることができ、これらを単独で又は2種以上混合して用いることができる。これらの中でも、分子量が小さく離型性に優れるPFA又は安価なPTFEが好ましく、これらを混合して用いることがより好ましい。   Examples of the fluororesin that is the main component of the outermost layer 3 include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (EFP). , Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) and the like, and these can be used alone or in admixture of two or more. Among these, PFA having a low molecular weight and excellent releasability or inexpensive PTFE is preferable, and it is more preferable to use a mixture thereof.

最外層3がPFAとPTFEとを含む場合、そのPFAとPTFEとの質量比としては、99:1以上50:50以下が好ましく、80:20以上60:40以下が特に好ましい。PFAとPTFEとの質量比を上記範囲内とすることで、PTFEが結晶核剤のように働き、PFAの結晶化度を高めて最外層3の離型性及び耐摩耗性を向上させることができる。PFAとPTFEとの質量比が上記範囲未満の場合(PFAの質量比が上記範囲を超える場合)、PFAの結晶化度が向上せず、離形性及び耐摩耗性が十分得られないおそれがある。逆に、PFAとPTFEとの質量比が上記範囲を超える場合(PFAの質量比が上記範囲未満の場合)、PTFEに起因する最外層3外周面の凹凸が大きくなり印刷画像の定着性が低下するおそれがある。   When the outermost layer 3 contains PFA and PTFE, the mass ratio of the PFA and PTFE is preferably 99: 1 or more and 50:50 or less, and particularly preferably 80:20 or more and 60:40 or less. By making the mass ratio of PFA and PTFE within the above range, PTFE works like a crystal nucleating agent, and increases the crystallinity of PFA and improves the releasability and wear resistance of the outermost layer 3. it can. When the mass ratio of PFA and PTFE is less than the above range (when the mass ratio of PFA exceeds the above range), there is a possibility that the crystallinity of PFA will not be improved, and sufficient releasability and wear resistance may not be obtained. is there. On the contrary, when the mass ratio of PFA and PTFE exceeds the above range (when the mass ratio of PFA is less than the above range), the unevenness of the outer peripheral surface of the outermost layer 3 caused by PTFE becomes large and the fixability of the printed image is deteriorated. There is a risk.

当該OA機器用ローラ1において、最外層3のフッ素樹脂は架橋している。具体的には、フッ素樹脂のポリマーの主鎖の炭素原子同士が共有結合している。また、最外層3のフッ素樹脂は内側層である芯体2の材料と化学結合している。具体的には、フッ素樹脂のポリマーの主鎖の炭素原子と芯体2の表面に存在する原子とが共有結合している。この最外層3のフッ素樹脂を架橋させ、さらに芯体2の材料と化学結合させる方法として、例えば無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下で電離放射線を最外層3に照射する方法を用いることができる。この電離放射線の照射方法については、後述の当該OA機器用ローラ1の製造方法の説明において詳説する。   In the OA equipment roller 1, the fluororesin of the outermost layer 3 is cross-linked. Specifically, the carbon atoms of the main chain of the fluororesin polymer are covalently bonded. In addition, the fluororesin of the outermost layer 3 is chemically bonded to the material of the core body 2 that is the inner layer. Specifically, the carbon atoms in the main chain of the fluororesin polymer and the atoms present on the surface of the core 2 are covalently bonded. As a method of crosslinking the fluororesin of the outermost layer 3 and further chemically bonding with the material of the core body 2, for example, a method of irradiating the outermost layer 3 with ionizing radiation in a molten state of oxygen-free and fluororesin can be used. . This ionizing radiation irradiation method will be described in detail in the description of the manufacturing method of the roller 1 for OA equipment described later.

最外層3は、上記フッ素樹脂の他に、酸化錫、酸化チタン、アルミナ等の無機フィラーや、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の導電性フィラーなどの添加剤を適宜添加することができる。   In addition to the fluororesin, the outermost layer 3 can be appropriately added with additives such as inorganic fillers such as tin oxide, titanium oxide, and alumina, and conductive fillers such as carbon black and carbon nanotubes.

また、最外層3は、プライマー層と表面層とからなる多層構造を有していてもよい。このようにプライマー層を設けることで、芯体2と最外層3との密着性を向上させることができる。このプライマー層及び表面層に用いるフッ素樹脂の種類及び配合は同一であってもよいし、異なるものであってもよいが、両者間の密着性を高めるためにフッ素樹脂の種類及び配合を同一とすることが好ましい。   Further, the outermost layer 3 may have a multilayer structure including a primer layer and a surface layer. By providing the primer layer in this manner, the adhesion between the core body 2 and the outermost layer 3 can be improved. The types and blends of the fluororesin used for the primer layer and the surface layer may be the same or different, but the fluororesin types and blends are the same in order to improve the adhesion between the two. It is preferable to do.

上記プライマー層の平均厚さとしては特に限定されず、例えば1μm以上30μm以下とすることができる。   The average thickness of the primer layer is not particularly limited, and can be, for example, 1 μm or more and 30 μm or less.

<OA機器用ローラの製造方法>
当該OA機器用ローラ1は、以下の工程を有する製造方法により容易かつ確実に製造することができる。
(1)芯体2の外周面にフッ素樹脂を主成分とする最外層3を積層する工程
(2)無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下で電離放射線を照射する工程
<Method for Manufacturing Roller for OA Equipment>
The OA equipment roller 1 can be easily and reliably manufactured by a manufacturing method having the following steps.
(1) Step of laminating outermost layer 3 mainly composed of fluororesin on outer peripheral surface of core body 2 (2) Step of irradiating ionizing radiation in a molten state of oxygen-free and fluororesin

<(1)最外層積層工程>
最外層積層工程において、まず、フッ素樹脂を主成分とする最外層3の形成材料を溶剤に分散、又は溶解させた塗料を芯体2の外周面に塗工する。この溶剤としては、フッ素樹脂を効率よく分散できる水と乳化剤、水とアルコール、水とアセトン、水とアルコールとアセトン等の混合液を用いることができる。次に、この塗料を塗工した芯体2を加熱炉に入れ加熱し、上記塗料中の溶剤を飛ばすとともにフッ素樹脂を焼成する。このフッ素樹脂の焼成温度は300℃〜400℃程度とする。その後、芯体2の外周面を20℃/分以下の速度で、200℃以下、好ましくは150℃以下まで冷却することで最外層3を芯体2の外周面に形成する。なお、上記手順でプライマー層を先に芯体2に積層し、このプライマー層の外周面にさらに同じ手順で表面層を積層して最外層3を形成してもよい。
<(1) Outermost layer lamination process>
In the outermost layer lamination step, first, a coating material in which a material for forming the outermost layer 3 mainly composed of a fluororesin is dispersed or dissolved in a solvent is applied to the outer peripheral surface of the core body 2. As this solvent, a mixed liquid of water and an emulsifier, water and alcohol, water and acetone, water, alcohol, and acetone, which can efficiently disperse the fluororesin, can be used. Next, the core body 2 coated with the paint is placed in a heating furnace and heated to remove the solvent in the paint and to fire the fluororesin. The firing temperature of the fluororesin is about 300 ° C. to 400 ° C. Thereafter, the outermost surface 3 of the core body 2 is cooled to 200 ° C. or lower, preferably 150 ° C. or lower, at a rate of 20 ° C./min or lower to form the outermost layer 3 on the outer peripheral surface of the core body 2. The outermost layer 3 may be formed by first laminating the primer layer on the core body 2 by the above procedure and further laminating the surface layer on the outer peripheral surface of the primer layer by the same procedure.

<(2)電離放射線照射工程>
電離放射線照射工程において、無酸素雰囲気、具体的には酸素濃度が1000ppm以下、好ましくは100ppm以下の雰囲気に最外層3を積層した芯体2を置き、フッ素樹脂が溶融した状態に保ちながら最外層3の表面に電離放射線を照射し、フッ素樹脂を架橋させ、さらに芯体2と化学結合させる。
<(2) Ionizing radiation irradiation process>
In the ionizing radiation irradiation process, the core 2 having the outermost layer 3 laminated is placed in an oxygen-free atmosphere, specifically, an oxygen concentration of 1000 ppm or less, preferably 100 ppm or less, and the outermost layer is maintained while the fluororesin is kept in a molten state. The surface of 3 is irradiated with ionizing radiation, the fluororesin is crosslinked, and further chemically bonded to the core 2.

上記無酸素雰囲気としては、酸素濃度を100ppm以下とすることがより好ましい。酸素濃度が高いと電離放射線の照射によってフッ素樹脂の主鎖が切断されるおそれがある。また、フッ素樹脂を溶融させる温度としては、フッ素樹脂の融点より0℃以上30℃未満高い温度が好ましい。フッ素樹脂を融点より30℃以上高い温度に加熱すると、フッ素樹脂の熱分解が促進されて材料特性が低下するおそれがある。   The oxygen-free atmosphere is more preferably an oxygen concentration of 100 ppm or less. If the oxygen concentration is high, the main chain of the fluororesin may be broken by irradiation with ionizing radiation. The temperature at which the fluororesin is melted is preferably a temperature that is 0 ° C. or more and less than 30 ° C. higher than the melting point of the fluororesin. When the fluororesin is heated to a temperature higher than the melting point by 30 ° C. or more, the thermal decomposition of the fluororesin is promoted and the material properties may be deteriorated.

上記電離放射線としては、例えばγ線、電子線、X線、中性子線、高エネルギーイオン線等を用いることができる。また、電離放射線の照射線量としては、1kGy以上1000kGy以下が好ましく、50kGy以上500kGy以下がより好ましい。照射線量が上記下限未満の場合、フッ素樹脂の架橋反応が十分進行しないおそれがある。逆に、上記上限を超える場合、フッ素樹脂の分解が生じやすくなるおそれがある。   As said ionizing radiation, a gamma ray, an electron beam, an X-ray, a neutron beam, a high energy ion beam etc. can be used, for example. Further, the irradiation dose of ionizing radiation is preferably 1 kGy or more and 1000 kGy or less, and more preferably 50 kGy or more and 500 kGy or less. When the irradiation dose is less than the above lower limit, the crosslinking reaction of the fluororesin may not proceed sufficiently. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the fluororesin may be easily decomposed.

<OA機器用ローラの利点>
当該OA機器用ローラ1は、最外層3を構成するフッ素樹脂を無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下での電離放射線照射によって架橋しているため、耐摩耗性に優れる。また、当該OA機器用ローラ1は、この電離放射線の照射によってフッ素樹脂が芯体2の材料とも化学結合しているため、最外層3と芯体2との密着性が向上し、剥離強度にも優れる。その結果、当該OA機器用ローラ1は、高速印刷に対して高い適用性を有し、印刷可能枚数(寿命)を大きくすることができる。
<Advantages of OA equipment rollers>
The roller 1 for OA equipment is excellent in wear resistance because the fluororesin constituting the outermost layer 3 is cross-linked by irradiation with ionizing radiation in a molten state of oxygen-free and fluororesin. In addition, since the fluororesin is chemically bonded to the material of the core body 2 by the irradiation of the ionizing radiation, the OA equipment roller 1 improves the adhesion between the outermost layer 3 and the core body 2 and increases the peel strength. Also excellent. As a result, the roller 1 for OA equipment has high applicability to high-speed printing and can increase the number of printable sheets (lifetime).

[第二実施形態]
図2に示す第二実施形態のOA機器用ローラ11は、円筒状の芯体2と、この芯体2の外周面側に積層された円筒状の中間層4と、この中間層4の外周面に積層された円筒状の最外層3とを備えている。また、芯体2と中間層4との間には接着層5が積層されている。芯体2及び最外層3は、上記第一実施形態のOA機器用ローラ1のものと同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。ただし、当該OA機器用ローラ11においては、最外層3のフッ素樹脂のポリマーの主鎖の炭素原子と中間層4の表面に存在する原子とが共有結合している。
[Second Embodiment]
The OA equipment roller 11 according to the second embodiment shown in FIG. 2 includes a cylindrical core body 2, a cylindrical intermediate layer 4 laminated on the outer peripheral surface side of the core body 2, and an outer periphery of the intermediate layer 4. And a cylindrical outermost layer 3 laminated on the surface. An adhesive layer 5 is laminated between the core body 2 and the intermediate layer 4. Since the core body 2 and the outermost layer 3 are the same as those of the OA equipment roller 1 of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. However, in the OA equipment roller 11, the carbon atoms of the main chain of the fluororesin polymer of the outermost layer 3 and the atoms present on the surface of the intermediate layer 4 are covalently bonded.

<中間層>
中間層4は、後述する接着層5を介して芯体2の外周面側に積層され、弾性のある素材で構成されている。この中間層4によって、当該OA機器用ローラ11の弾性を高めてトナーの定着性を向上することができる。
<Intermediate layer>
The intermediate layer 4 is laminated on the outer peripheral surface side of the core body 2 via an adhesive layer 5 described later, and is made of an elastic material. The intermediate layer 4 can increase the elasticity of the OA equipment roller 11 and improve the toner fixing property.

中間層4の平均厚さの下限としては、20μmが好ましく、100μmがより好ましい。一方、中間層4の平均厚さの上限としては、2mmが好ましく、500μmがより好ましい。中間層4の平均厚さが上記下限未満の場合、当該OA機器用ローラ11の弾性向上効果が不十分となるおそれがある。逆に、中間層4の平均厚さが上記上限を超える場合、製造コストが増加するほか、当該OA機器用ローラ11のサイズが不必要に大きくなるおそれがある。   The lower limit of the average thickness of the intermediate layer 4 is preferably 20 μm and more preferably 100 μm. On the other hand, the upper limit of the average thickness of the intermediate layer 4 is preferably 2 mm, and more preferably 500 μm. When the average thickness of the intermediate layer 4 is less than the above lower limit, the effect of improving the elasticity of the OA equipment roller 11 may be insufficient. On the other hand, when the average thickness of the intermediate layer 4 exceeds the above upper limit, the manufacturing cost increases and the size of the roller 11 for OA equipment may be unnecessarily large.

中間層4の材質としては、弾性及び耐熱性を有するものであれば特に限定されず、例えばジメチルシリコンゴム、フルオロシリコンゴム、メチルフェニルシリコンゴム、ビニルシリコンゴム等のシリコンゴムやフッ素ゴムなどを用いることができる。また、熱伝導性フィラー等の添加物を中間層4の形成材料に含有させてもよい。   The material of the intermediate layer 4 is not particularly limited as long as it has elasticity and heat resistance. For example, silicon rubber such as dimethyl silicone rubber, fluoro silicone rubber, methyl phenyl silicone rubber, vinyl silicone rubber, or fluoro rubber is used. be able to. Further, an additive such as a heat conductive filler may be included in the forming material of the intermediate layer 4.

<接着層5>
接着層5は、芯体2の外周面に積層された接着剤から形成され、中間層4を芯体2に接着する層である。接着層5を形成する接着剤としては、中間層4と芯体2とを接着できるものであれば特に限定されない。
<Adhesive layer 5>
The adhesive layer 5 is a layer that is formed from an adhesive layered on the outer peripheral surface of the core body 2 and adheres the intermediate layer 4 to the core body 2. The adhesive that forms the adhesive layer 5 is not particularly limited as long as it can adhere the intermediate layer 4 and the core body 2.

接着層5の平均厚さの下限としては、0.5μmが好ましく、1μmがより好ましい。一方、接着層5の平均厚さの上限としては、20μmが好ましく、5μmがより好ましい。接着層5の平均厚さが上記下限未満の場合、又は上記上限を超える場合、中間層4と芯体2との接着強度が不十分となるおそれがある。   The lower limit of the average thickness of the adhesive layer 5 is preferably 0.5 μm, and more preferably 1 μm. On the other hand, the upper limit of the average thickness of the adhesive layer 5 is preferably 20 μm and more preferably 5 μm. When the average thickness of the adhesive layer 5 is less than the above lower limit or exceeds the above upper limit, the adhesive strength between the intermediate layer 4 and the core body 2 may be insufficient.

<OA機器用ローラの製造方法>
当該OA機器用ローラ11は、以下の工程を有する製造方法により容易かつ確実に製造することができる。
(1’)芯体2の外周面に中間層4を積層する工程
(2’)芯体2の外周面側(中間層4の外周面)にフッ素樹脂を主成分とする最外層3を積層する工程
(3’)無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下で電離放射線を照射する工程
<Method for Manufacturing Roller for OA Equipment>
The OA equipment roller 11 can be easily and reliably manufactured by a manufacturing method having the following steps.
(1 ′) Step of laminating the intermediate layer 4 on the outer peripheral surface of the core body 2 (2 ′) Laminating the outermost layer 3 mainly composed of fluororesin on the outer peripheral surface side (the outer peripheral surface of the intermediate layer 4) of the core body 2 (3 ') The process of irradiating with ionizing radiation in the molten state of oxygen-free and fluororesin

<(1’)中間層積層工程>
中間層積層工程において、まず、芯体2の外周面に接着剤を塗工し、接着層5を形成する。次に、芯体2を周方向に回転させながら、中間層4の形成材料を接着層5の外周面に軸方向に沿って供給し、中間層4を形成する。このように芯体2を回転させながら中間層4の形成材料を塗工することで、遠心力によって表面に凹凸のない塗工層を形成することができる。
<(1 ′) Intermediate Layer Lamination Step>
In the intermediate layer stacking step, first, an adhesive is applied to the outer peripheral surface of the core body 2 to form the adhesive layer 5. Next, while the core body 2 is rotated in the circumferential direction, the material for forming the intermediate layer 4 is supplied along the axial direction to the outer peripheral surface of the adhesive layer 5 to form the intermediate layer 4. By coating the forming material of the intermediate layer 4 while rotating the core body 2 in this way, a coating layer having no irregularities on the surface can be formed by centrifugal force.

<(2’)最外層積層工程>
最外層積層工程は、フッ素樹脂を主成分とする最外層3の形成材料を溶剤に溶かした塗料を中間層4の外周面に塗工する点以外は、上記第一実施形態のOA機器用ローラ1の製造方法における最外層積層工程と同様である。
<(2 ′) Outermost layer lamination process>
The outermost layer laminating step is the roller for office automation equipment according to the first embodiment, except that a coating material in which a material for forming the outermost layer 3 mainly composed of a fluororesin is dissolved in a solvent is applied to the outer peripheral surface of the intermediate layer 4. This is the same as the outermost layer stacking step in the manufacturing method 1.

<(3’)電離放射線照射工程>
電離放射線照射工程は、上記第一実施形態のOA機器用ローラ1の製造方法における電離放射線照射工程と同様である。
<(3 ') Ionizing radiation irradiation process>
The ionizing radiation irradiation step is the same as the ionizing radiation irradiation step in the method for manufacturing the roller 1 for OA equipment of the first embodiment.

<OA機器用ローラの利点>
当該OA機器用ローラ11は、最外層3を構成するフッ素樹脂を無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下での電離放射線照射によって架橋しているため、耐摩耗性に優れる。また、当該OA機器用ローラ11は、この電離放射線の照射によってフッ素樹脂が中間層4の材料とも化学結合しているため、最外層3と中間層4との密着性が向上し、剥離強度にも優れる。その結果、当該OA機器用ローラ11は、高速印刷に対して高い適用性を有する。特に、中間層4は、ゴムを主成分とするため、フッ素樹脂との化学結合が強固に行われ易く、最外層3がより高い剥離強度を発揮する。また、フッ素樹脂が架橋により柔軟になるため、中間層4の弾性と相まって、当該OA機器用ローラ11は、より高い定着性を有する。
<Advantages of OA equipment rollers>
The roller 11 for OA equipment is excellent in wear resistance because the fluororesin constituting the outermost layer 3 is cross-linked by ionizing radiation irradiation in a molten state of oxygen-free and fluororesin. In addition, since the fluororesin is chemically bonded to the material of the intermediate layer 4 by the irradiation of this ionizing radiation, the OA equipment roller 11 improves the adhesion between the outermost layer 3 and the intermediate layer 4 and increases the peel strength. Also excellent. As a result, the OA equipment roller 11 has high applicability for high-speed printing. In particular, since the intermediate layer 4 contains rubber as a main component, chemical bonding with a fluororesin is easily performed, and the outermost layer 3 exhibits higher peel strength. In addition, since the fluororesin becomes soft due to cross-linking, the OA equipment roller 11 has higher fixability in combination with the elasticity of the intermediate layer 4.

[第三実施形態]
図3に示す第三実施形態のOA機器用ローラ21は、円柱状の芯体22と、この芯体22の外周面側に積層された円筒状の中間層4と、この中間層4の外周面に積層された円筒状の最外層3とを備えている。また、芯体22と中間層4との間には接着層5が積層されている。最外層3は、上記第一実施形態のOA機器用ローラ1のものと同様であり、中間層4及び接着層5は上記第二実施形態のOA機器用ローラ11のものと同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。上記芯体22は、中実の円柱状であり、その材質としては、上記第一実施形態のOA機器用ローラ1の芯体2と同様のものを用いることができる。
[Third embodiment]
The OA equipment roller 21 of the third embodiment shown in FIG. 3 includes a columnar core body 22, a cylindrical intermediate layer 4 laminated on the outer peripheral surface side of the core body 22, and an outer periphery of the intermediate layer 4. And a cylindrical outermost layer 3 laminated on the surface. An adhesive layer 5 is laminated between the core body 22 and the intermediate layer 4. The outermost layer 3 is the same as that of the OA equipment roller 1 of the first embodiment, and the intermediate layer 4 and the adhesive layer 5 are the same as those of the OA equipment roller 11 of the second embodiment. The same reference numerals are given and the description is omitted. The core body 22 has a solid cylindrical shape, and the same material as that of the core body 2 of the OA equipment roller 1 of the first embodiment can be used.

当該OA機器用ローラ21は、当該OA機器用ローラ21と、当該OA機器用ローラ21に接触及び従動し、内部にヒータを有する円筒状のローラとを備え、当該OA機器用ローラ21をこの円筒状ローラで加熱し、加熱された当該OA機器用ローラ21で被転写物上のトナーを定着する方式の画像形成装置に好適に用いることができる。当該OA機器用ローラ21は、最外層3を構成するフッ素樹脂を無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下での電離放射線照射によって架橋し、さらに中間層4の材料と化学結合させているため、高速印刷に対して高い適用性を有する。   The OA equipment roller 21 includes the OA equipment roller 21 and a cylindrical roller that contacts and is driven by the OA equipment roller 21 and has a heater inside. It can be suitably used for an image forming apparatus of a type in which the toner on the transfer object is fixed by the heated roller 21 for OA equipment. The roller for office automation equipment 21 crosslinks the fluororesin constituting the outermost layer 3 by ionizing radiation irradiation in a molten state of oxygen-free and fluororesin, and further chemically bonds with the material of the intermediate layer 4. High applicability to printing.

[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other Embodiments]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. The

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[定着ロールA]
ポリイミド製の円筒状の芯体の外周面に、PFAとPTFEとを70:30の質量比で混合したフッ素樹脂を主成分とする形成材料を塗工し、350〜400℃で20分加熱して最外層を形成し、定着ロールAを製造した。なお、最外層は同一素材のプライマー層と表面層とからなる2層構造とし、平均厚さは15μm(プライマー層5μm、表面層10μm)とした。また、芯体の平均厚さは55μmとした。
[Fixing roll A]
On the outer peripheral surface of a cylindrical cylindrical core made of polyimide, a forming material mainly composed of a fluororesin in which PFA and PTFE are mixed at a mass ratio of 70:30 is applied, and heated at 350 to 400 ° C. for 20 minutes. Thus, the outermost layer was formed, and the fixing roll A was manufactured. The outermost layer had a two-layer structure consisting of a primer layer and a surface layer of the same material, and the average thickness was 15 μm (primer layer 5 μm, surface layer 10 μm). The average thickness of the core was 55 μm.

[定着ロールB]
最外層の主成分のフッ素樹脂としてPFAのみを用いたほかは、定着ロールAと同じ条件で定着ロールBを製造した。
[Fixing roll B]
A fixing roll B was produced under the same conditions as the fixing roll A, except that only PFA was used as the main fluororesin of the outermost layer.

[実施例1]
定着ロールAに、酸素濃度5ppm、340℃の条件下で、300kGyの電子線(加速電圧1.13MeV)を照射し、実施例1の定着ロールを得た。
[Example 1]
The fixing roll A was irradiated with a 300 kGy electron beam (acceleration voltage 1.13 MeV) under the conditions of an oxygen concentration of 5 ppm and 340 ° C. to obtain the fixing roll of Example 1.

[実施例2]
定着ロールBに、実施例1と同様の条件で電子線を照射し、実施例2の定着ロールを得た。
[Example 2]
The fixing roll B was irradiated with an electron beam under the same conditions as in Example 1 to obtain the fixing roll of Example 2.

[比較例1]
定着ロールAをそのまま用いて比較例1の定着ロールとした。
[Comparative Example 1]
The fixing roll A was used as it was to obtain a fixing roll of Comparative Example 1.

[比較例2]
定着ロールBをそのまま用いて比較例2の定着ロールとした。
[Comparative Example 2]
The fixing roll B was used as it was to obtain a fixing roll of Comparative Example 2.

実施例1、2及び比較例1、2の各OA機器用ローラについて、摩耗量を計測した。その結果を表1に示す。なお、摩耗量は以下の方法にて測定した値である。   The amount of wear was measured for each OA machine roller of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. The results are shown in Table 1. The amount of wear is a value measured by the following method.

[摩耗量(単位:μm)]
OA機器用ローラを軸方向に沿って切断し平板状に展開し、最外層が表面になるように台に水平に固定した。この平板状のOA機器用ローラの表面にスコッチブライト(#3000)を載置し、このスコッチブライトの上に重量2kg、直径50mmの重りを載せ、この重りを200rpmで回転させ、一定回転数(5万回転)ごとにOA機器用ローラの厚さを計測し、最外層の減少量(摩耗量)を算出した。なお、OA機器用ローラの厚さは、重りの外縁が当接する円周上に等間隔に置いた4点で厚さを計測し、その平均値を用いた。
[Abrasion amount (unit: μm)]
The roller for OA equipment was cut along the axial direction, developed into a flat plate shape, and fixed horizontally on the table so that the outermost layer was on the surface. A scotch bright (# 3000) is placed on the surface of the plate-shaped OA equipment roller, a weight of 2 kg and a diameter of 50 mm is placed on the scotch bright, the weight is rotated at 200 rpm, and a constant rotational speed ( The thickness of the roller for OA equipment was measured every 50,000 revolutions), and the amount of decrease (wear) in the outermost layer was calculated. In addition, the thickness of the roller for OA equipment measured thickness at four points equidistantly arranged on the circumference where the outer edge of a weight contacts, and used the average value.

Figure 2014089382
Figure 2014089382

表1の結果から示されるように、実施例1及び2のOA機器用ローラは、比較例1及び2のOA機器用ローラに比べて摩耗量が10分の1程度に減少している。従って、実施例1及び2のOA機器用ローラは、従来のOA機器用ローラ(比較例1及び2のOA機器用ローラ)に対し、印刷可能枚数を2倍以上にすることができると推測される。   As shown from the results in Table 1, the wear amount of the rollers for OA equipment of Examples 1 and 2 is reduced to about 1/10 compared to the rollers for OA equipment of Comparative Examples 1 and 2. Therefore, it is estimated that the OA machine rollers of Examples 1 and 2 can double the number of printable sheets compared to the conventional OA machine rollers (Comparative Examples 1 and 2 OA machine rollers). The

以上のように、本発明のOA機器用ローラは、高速の画像形成装置に好適に用いることができる。   As described above, the roller for OA equipment of the present invention can be suitably used for a high-speed image forming apparatus.

1、11、21 OA機器用ローラ
2、22 芯体
3 最外層
4 中間層
5 接着層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11, 21 OA equipment roller 2, 22 Core body 3 Outermost layer 4 Intermediate layer 5 Adhesive layer

Claims (6)

円柱状の芯体と、この芯体の周面側に積層される最外層とを備え、この最外層の主成分がフッ素樹脂であるOA機器用ローラであって、
上記最外層のフッ素樹脂が、架橋し、かつ内側層の材料と化学結合していることを特徴とするOA機器用ローラ。
A roller for OA equipment comprising a cylindrical core body and an outermost layer laminated on the peripheral surface side of the core body, the main component of the outermost layer being a fluororesin;
A roller for office automation equipment, wherein the outermost fluororesin is crosslinked and chemically bonded to the material of the inner layer.
上記芯体の形成材料が耐熱性樹脂である請求項1に記載のOA機器用ローラ。   The roller for office automation equipment according to claim 1, wherein a material for forming the core is a heat-resistant resin. 上記最外層のフッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である請求項1又は請求項2に記載のOA機器用ローラ。   The roller for office automation equipment according to claim 1 or 2, wherein the fluororesin of the outermost layer is tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE). 上記最外層がテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含み、
そのテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)とポリテトラフルオロエチレン(PTFE)との質量比が99:1以上50:50以下である請求項3に記載のOA機器用ローラ。
The outermost layer contains tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) and polytetrafluoroethylene (PTFE),
The roller for office automation equipment according to claim 3, wherein the mass ratio of the tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) to the polytetrafluoroethylene (PTFE) is 99: 1 to 50:50.
円柱状の芯体と、この芯体の周面側に積層される最外層とを備え、この最外層の主成分がフッ素樹脂であるOA機器用ローラの製造方法であって、
上記芯体の周面側にフッ素樹脂を主成分とする最外層を積層する工程と、
無酸素及びフッ素樹脂の溶融状態下で電離放射線を照射する工程と
を有することを特徴とするOA機器用ローラの製造方法。
A manufacturing method of a roller for OA equipment comprising a cylindrical core body and an outermost layer laminated on the peripheral surface side of the core body, the main component of the outermost layer being a fluororesin,
A step of laminating an outermost layer mainly composed of a fluororesin on the peripheral surface side of the core;
And irradiating with ionizing radiation in a molten state of oxygen-free and fluororesin.
上記電離放射線の照射線量が1kGy以上1000kGy以下である請求項5に記載のOA機器用ローラの製造方法。   The method for producing a roller for OA equipment according to claim 5, wherein an irradiation dose of the ionizing radiation is 1 kGy or more and 1000 kGy or less.
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