JP2757128B2

JP2757128B2 - 浸漬塗工方法

Info

Publication number: JP2757128B2
Application number: JP6254740A
Authority: JP
Inventors: 央泉
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 1998-05-25
Anticipated expiration: 2013-05-25
Also published as: JPH0889880A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、複写機等に使
用される帯電ローラー、現像ローラー等の製造過程で、
弾性体であるローラー本体の表面に導電性塗料による塗
工膜を形成するのに好適な、浸漬塗工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式の複写機、プリン
タ、ファックス等が普及している。これらは小型化の要
請が強いことから、一成分非磁性現像方式が一般的に採
用され、該方式に必要な現像ローラーの需要が増えてい
る。また、環境汚染の問題からオゾン発生の少ない帯電
ローラーも使用されつつある。これらのローラーはいず
れも、適度の硬度と導電性と共に、出力画像に悪影響を
及ぼすようなローラー表面の欠陥がない均一性が要求さ
れる。

【０００３】上記ローラーは、図３に示すように芯金１
１を有し、ゴム又はウレタン等からなるローラー本体１
０の表面に、ゴム・ウレタン等を膨潤させる溶剤を含む
導電性塗料による塗工膜１２を、均一にかつ薄く形成し
ている。

【０００４】従来、上述のようにローラー本体１０の表
面に導電性塗料の塗工膜１２を形成するには、以下に示
す方法がある（図４参照）。

【０００５】(１)図４(ａ)に示すように、ローラー本体
１０を垂直にし昇降させる。これにより塗液１３中にロ
ーラー本体１０を浸漬し、その後ローラー本体１０を一
定の速度で引き上げ、乾燥させてローラー本体１０の表
面に塗工膜１２（図３参照）を形成する、いわゆる浸漬
塗工がある。本例の先行技術として特開昭５７−５０４
８号がある。

【０００６】(２)図４(ｂ)に示すように、ローラー本体
１０を水平にし、芯金１１を中心に回転させながら昇降
させる。これによりローラー本体１０が、芯金１１を中
心に回転しながら塗液１３に横向きに浸され、ローラー
本体１０の表面に塗工膜１２（図３参照）を形成する方
法がある。本例の先行技術として特開平５−３５１４０
号がある。

【０００７】(３)図４(ｃ)に示すように、芯金１１を中
心に回転しているローラー本体１０の表面に塗液１３を
噴霧し、表面に塗工膜１２（図３参照）を形成する方法
がある。本例の先行技術として特開昭６０−４８３３３
号がある。

【０００８】(４)図４(ｄ)に示すように、ローラー本体
１０を芯金１１を中心に回転させつつ、表面に塗液１３
が供給されるペイントロール（ハケ）１４を接触させ、
さらにローラー本体１０をその軸長方向に移動させる。
これによりローラー本体１０の表面に塗工膜１２（図３
参照）を形成する方法がある。本例の先行技術として特
開平２−２８４６７５号がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上で紹介したローラ
ー本体の表面に導電性塗料の塗工膜を形成する従来の方
法には、次に示すような不都合がある。

【００１０】(１)前記従来の技術の（１）に示す方法
（図４(ａ)参照）では、a)ローラーの円周方向の膜厚精
度が高い b)塗工によるムラ等のローラー表面の凹凸が
生じ難い c)塗液の粘度の調整、異物の除去等の塗液の
管理を行い易い d)装置の構造が簡単で操作が容易であ
る等の利点があるが、ローラー本体を浸漬する時上にな
る部分の外径より、下になる部分外径の方が塗工後大き
くなる。かかる差を修正するためにローラー本体の上下
を反転させて、さらにもう一度浸漬塗工を行う必要があ
る。また、この方法では、塗布の必要のない芯金まで塗
液が塗布される不都合があるので、芯金にキャップを嵌
めて芯金部をマスクし浸漬塗工を行う必要がある。従っ
て上述のようにローラー本体を反転させて二度浸漬させ
る場合、前記キャップを嵌めたり外したりすることが必
要となり、作業が面倒で自動化等による作業の能率化を
図ることが難しくなる。

【００１１】(２)前記従来の技術の（２）に示す方法
（図４(ｂ)参照）では、塗工終了時ローラー本体が液面
から離れる部分に線状のムラが生じ、均一な塗工膜を形
成することが困難となる。

【００１２】(３)前記従来の技術の（３）に示す方法
（図４(ｃ)参照）では、粘度の高い塗液を均一に噴霧す
ることが困難であり、このため均一に塗工膜を形成する
ことが難しくなる。

【００１３】(４)前記従来の技術の（４）に示す方法
（図４(ｄ)参照）では、ローラー本体とペイントロール
との接触により螺旋状のムラが生じ、均一な塗工膜を形
成することが困難となる。また、当該装置が複雑で制御
が難しく、さらにペイントロール上の塗液の粘度の制御
が困難であること、塗液の凝集塊等の異物が付着するこ
と等の問題がある。

【００１４】上述の（１）に記載する不都合は、ローラ
ー表面に塗工膜を形成する場合には限らず、広く塗液中
に被塗工物を浸漬塗工する場合に共通する。

【００１５】本発明は上述の従来の不都合を解決するた
めになされたもので、ゴム又はウレタン等を膨潤させる
溶剤を含む導電性塗料を、ゴム又はウレタン等により形
成されたローラー本体の表面に塗布する際、従来の方法
に比べて簡易かつ精度よく塗工できる方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の浸漬塗工方法は、粘度を調整した塗液中
に、その塗液により膨潤するゴム又はウレタンにより形
成されたローラー本体を有する被塗工物を長さ方向を鉛
直にして完全に浸漬し、塗液中で所定時間停止させたの
ち、その後被塗工物を所定速度で引き上げることにより
前記ローラー本体の表面に塗工膜を形成する浸漬塗工に
おいて、前記ローラー本体の浸漬時に下になる部分の浸
漬時間が、上になる部分の浸漬時間の５倍以下となるよ
うに、前記被塗工物の降下速度、塗液中での停止時間及
び塗工物の引き上げ速度を設定するものである。

【００１７】請求項２記載のように、前記ローラー本体
の形成に使用するウレタンが注型ポリウレタンからな
り、導電性を付与した熱可塑性ウレタン樹脂を、テトラ
ヒドロフラン：メチルエチルケトン＝６０：４０〜７
０：３０の重量比からなる希釈液にて希釈した塗液によ
る前記注型ポリウレタンの膨潤度を５〜１５にすること
が好ましい。

【００１８】

【００１９】

【作用】上記の構成を有する本発明の浸漬塗工方法によ
れば、下記の作用がある。

【００２０】（１）まず従来浸漬塗工において、被塗工
物のうち浸漬時上になる部分の塗工により拡大される量
より、下になる部分の塗工により拡大される量の方が大
きくなるのは、塗液が垂れ下がり塗工膜の厚さに差が生
じるためではなく、塗液に含まれる溶剤により被塗工物
が膨潤するためである。つまり、浸漬時下になる部分
は、上になる部分よりも先に塗液に入り、後から出るた
め、塗液中に浸漬される時間が長く、膨潤により被塗工
物の外形がより拡大され、結果として塗布後の外形の拡
大される量が大きくなることによる。

【００２１】本発明の浸漬塗工方法によれば、被塗工物
のうち浸漬時上になる部分と下になる部分とで浸漬時間
の差が少なく、このため被塗工物のうち浸漬時上になる
部分と下になる部分とで膨潤による外形の拡大差が少な
くなる。従って、浸漬時上になる部分と下になる部分と
の塗布後外形が拡大される量の差が少なくなるため、従
来の浸漬塗工のように上下を反転し二度浸漬させる必要
はなく、一度の浸漬により均一な塗工が可能となる。

【００２２】（２）ゴム又はウレタンにより形成された
ローラー本体の表面に、導電性のコーティング液を塗布
する場合、該コーティング液に含まれる溶剤によりロー
ラー本体の表面が膨潤する。また前記ローラーは、電子
写真方式のプリンタ等に使用され高い表面精度が要請さ
れる。かかる観点から請求項３記載の浸漬塗工方法が有
効に機能する。つまり、ローラー本体の両端がコーティ
ング液に浸漬される時間の差が少なく、ローラー本体両
端の膨潤による外径の増加量が近くなるため、ローラー
本体両端の塗布後の外径差が少なくなる。従って、従来
の浸漬塗工のようにローラー本体の上下を反転し二度浸
漬させる必要はなく、一度の浸漬によりコーティング液
の均一な塗工膜を簡易に形成することが可能となり、上
述のようなローラー表面の高精度の要請に簡易に答える
ことができる。

【００２３】（３）請求項２記載の浸漬塗工方法によれ
ば、ローラー本体の上下での膨潤による拡大差が小さく
上述の作用が有効に発揮され、一度の浸漬により均一な
塗工が可能となる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の浸漬塗工方法を具体化した一
実施例を、その装置の実施例とともに図面を参照して説
明する。

【００２５】図１は、本発明の浸漬塗工方法を実施する
ための浸漬塗工装置を示す概略図である。当該装置は、
ローラー本体１の表面に樹脂等のコーティングを形成す
る従来の浸漬塗工に使用する装置と同様に、リザーブタ
ンク４と塗工槽３の間で、コーティング液（塗液）２を
循環ポンプ７により循環させながら塗工作業を行う。ま
たコーティング液２から異物を取り除いて塗工槽３へ循
環させるためフィルター８を通している。上記塗工槽３
にローラー本体１を昇降機５で軸長方向に昇降させて浸
漬塗工を行う。

【００２６】なお、実際の装置には、リザーブタンク４
内のコーティング液２を図示していない粘度コントロー
ラーと接続し、また撹拌槽６でコーティング液２を均一
に撹拌し一定粘度にコントロールしている。

【００２７】本発明の浸漬塗工方法においては、昇降機
５によりローラー本体１をコーティング液２に浸漬した
後、すぐにローラー本体１を引き上げず、所定の時間が
経過した後、所定の速度で引き上げることとする。これ
により浸漬時ローラー本体１のうち上になる部分と下に
なる部分とで浸漬時間が近しくなり、膨潤によるローラ
ー本体１の両端の外径差が減少することとなる。

【００２８】本実施例に係る浸漬塗工方法（図１参照）
により以下に示す実験を行った。

【００２９】ここで塗工の対象であるローラー本体１
は、図２に示すようにウレタンにより成形された円柱形
で、中心軸に芯金９を有している。本実験ではローラー
本体１の長さ（Ｌ）を３００mm、直径（φ）を１２mmと
する。また浸漬時上になる部分についての外径測定点
（Ａ）を、ローラー本体の一の端点からの距離（Ｌａ）
が１０mmの部分とし、浸漬時下になる部分についての外
径測定点（Ｂ）を、ローラー本体の他の端点からの距離
（Ｌｂ）が１０mmの部分とする。なお、本実験で使用し
たウレタンは、一般に注型ポリウレタン（ＣＰＵ、熱硬
化性ポリウレタン）と言われるものであり、ポリオール
（アジペート系、日本ポリウレタン工業（株）製のダン
ゾール１０７６（Ｃ））とジイソシアネート（ＴＤＩ
系、日本ポリウレタン工業（株）製のコロネートＴ−８
０）とを、必要に応じ架橋剤を添加し反応させ、注型成
形した物である。上記ダンゾール１０７６（Ｃ）には、
カーボンブラックが０．５％程度含有している。本実験
に使用したウレタン以外の、例えばＭＤＩ系、ＮＤＩ
系、ＴＯＤＩ系等のジイソシアネートと、Ｐ−ＣＬ系、
ＰＴＭＧ系、ＰＰＧ系等のポリオールとを反応させたウ
レタンも使用可能である。

【００３０】コーティング液２は、導電性を付与した熱
可塑性ウレタン樹脂をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、
ＭＥＫ（メチルエチルケトン）により希釈し所定の粘度
に調整した。本実験において、ＴＨＦとＭＥＫの重量比
は、６０対４０から７０対３０である。また前記ローラ
ー本体１に使用するウレタンの前記コーティング液２に
よる膨潤度は、５〜１５である。ここで膨潤度ｑは以下
に示す式で現される。ｑ＝１＋[（Ｗ−Ｗ′）×ｄ′］／（Ｗ′×ｄ）注）Ｗ；膨潤平衡時のウレタンの重量（ｇ）Ｗ′；減圧乾燥後のウレタンの重量（ｇ）ｄ；２５℃におけるＤＭＡの密度、０．９３６６（ｇ
／ｃｍ^３）ここでＤＭＡとは、ジメチルアセトアミドの
略である。

【００３１】ｄ′；２５℃におけるウレタンの密度（ｇ
／ｃｍ^３）なお、本実験に使用した溶剤以外の、例えばジオキサ
ン、ジメチルホルムアミド、トルエン、クロロホルム、
キシレン、ジエチルエーテル等の溶剤も使用可能であ
る。

【００３２】以下にこの実験の手順を説明する。 a)塗工前にローラー本体１のＡ、Ｂ部分（図２参照）の
外径を、測定精度0.0001mmのレーザー外径測定機により
測定した。 b)前記ローラー本体１を諸条件で浸漬塗工後、ギヤオー
ブンにより１２０℃下で６０分間加熱乾燥し、６０分間
室温で冷却した。 c)その後、Ａ，Ｂ部分の外径を前記a)と同様に測定し
た。 d)Ａ、Ｂ部分のそれぞれについて、塗工後の外径（前記
c)の数値）から塗工前の外径（前記a)の数値）を引き、
外径増加量を求めた。 e)前記Ｂ部分の外径増加量から前記Ａ部分の外径増加量
を引き外径増加量差、つまりローラーの外径の上下差を
求めた。

【００３３】以上の実験の結果を下記の表に示す。

【表１】 ──────────────────────────────────── 実施例１２３４５６７８ ──────────────────────────────────── 粘度(m・Pa・s) 30 50 75 100 30 30 30 100 Ｓｄ(m/min) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.8 1.8 2.5 2.5 ＳＴ(sec) 0 0 0 0 10 20 25 25 Ｓｕ(m/min) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 1.2 1.2 1.2 ＴＡ(sec) 2 2 2 2 12 21 26 26 ＴＢ(sec) 61 61 61 61 63 44 47 47 ＴＢ／ＴＡ 29 29 29 29 5.3 2.1 1.8 1.8 Ｌa(mm) 0.012 0.014 0.016 0.033 0.020 0.019 0.025 0.070 Ｌb(mm) 0.064 0.072 0.084 0.100 0.058 0.031 0.035 0.082 Ｌb-Ｌa(mm)0.052 0.058 0.060 0.067 0.038 0.012 0.010 0.012 ──────────────────────────────────── 注1)Ｓｄ；ローラーを液に浸ける速度、ＳＴ；液中でローラーを停止する時間、Ｓｕ；ローラーを引き上げる速度、ＴＡ；Ａ部分の浸漬時間、ＴＢ；Ｂ部分の浸漬時間、ＴＢ／ＴＡ；ＴＢのＴＡに対する比、Ｌa；Ａ部分の外径増加量、Ｌb；Ｂ部分の外径増加量、Ｌb-Ｌa；Ａ部分とＢ部分の外径増加量差注2)ローラーの外径の誤差は規格により０.０３mm 以下である。

【００３４】以上の結果から以下に示す結論が得られ
る。

【００３５】（１）実施例１〜４は、従来の浸漬塗工、
つまりコーティング液２中でローラー本体１を停止する
時間がない場合である。この場合Ｂ部分の浸漬時間がＡ
部分の浸漬時間に比べ２９倍と著しく長く、その結果外
径増加量差は０．０５〜０．０７mmと大きくなる。従っ
て、このままではローラーとして使用できず、外形増加
量差を０．０３mm以下にするため、ローラー本体１の上
下を逆にして、さらにもう一度浸漬塗工を行う必要があ
る。また、この外径増加量差はコーティング液２の粘度
が高くなるほど大きくなる。

【００３６】（２）実施例５〜８は、本発明に係る実施
例である。この場合Ｂ部分の浸漬時間のＡ部分の浸漬時
間に対する比を小さくすることができ、その結果外径増
加量差は０．０１〜０．０４mmと小さくなる。実施例６
〜８の外径増加量差は０．０３mm以下であり、ローラー
としての要件を満たすこととなる。しかもこの外径増加
量差の減少は、実施例５〜７と実施例８を比較して明ら
かなように、コーティング液２の粘度にあまり影響を受
けることはない。

【００３７】本実施例のように膨潤度が５〜１５の場
合、Ｂ部分の浸漬時間のＡ部分の浸漬時間に対する比
が、５以下、好ましくは２以下になるように、ローラー
本体１をコーティング液２に浸け込む速度（Ｓｄ）と引
き上げる速度（Ｓｕ）を障害のない範囲で速く、かつロ
ーラー本体１をコーティング液２に完全に浸漬した後所
定の時間停止することにより、浸漬時上部となる部分
（Ａ部分）と下部となる部分（Ｂ部分）との浸漬時間の
差を小さくし、その結果塗工後のローラー本体１の外径
差を小さくすることができる。つまり一回の浸漬塗工で
均一な塗工膜を形成することができる。

【００３８】但し、本実施例の場合ローラー本体１のコ
ーティング液２中での停止時間は、６０秒以下（この値
はコーティング液に含まれる溶剤により変化する）とす
る。６０秒以上浸漬すると膨潤、凝集等により表面形状
が変化してしまうことからである。また、ローラーの引
き上げ速度（Ｓｕ）は、粘度が５０m・Pa・s以内の場合５
m/min以下、粘度が５０〜１００m・Pa・sの場合３m/min以
下とする。あまり速くすると液ダレが生じてしまうこと
からである。

【００３９】（３）外径増加量の値は、実施例７、８か
ら分かるようにコーティング液２の粘度により制御でき
る。また、浸漬塗工の回数によっても制御できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の浸漬塗工方法によれば、次のような効果があ
る。

【００４１】（１）浸漬塗工において、浸漬時上になる
部分の塗工により拡大される量より、下になる部分の塗
工により拡大される量の方が大きくなるのは、塗液が垂
れ下がり塗工膜の厚さに差が生じるためではなく、塗液
に含まれる溶剤により被塗工物が膨潤するためである点
に鑑み、本発明の浸漬塗工方法では、被塗工物のうち浸
漬時上になる部分と下になる部分とで浸漬時間の差を少
なくしている。このため膨潤による外形の拡大差が少な
く、結果として塗布後の外形の拡大差が少なくなり、従
来の浸漬塗工のように上下を反転し二度浸漬させなくて
も、一度の浸漬により均一な塗工が可能となる。

【００４２】（２）ゴム又はウレタンからなるローラー
本体の表面に、コーティング液により塗工膜を形成する
場合、コーティング液に含まれる溶剤によりローラー本
体が膨潤すること、またローラーの表面は高精度の均一
性が要求されること等の理由から、本発明の浸漬塗工方
法の適応は有効である。つまり、請求項３記載の浸漬塗
工方法によれば、ａ）円周方向の膜厚の精度が高い、
ｂ）塗工ムラ等によるローラー表面の凹凸が発生し難
い、ｃ）コーティング液について粘度の調整、異物の除
去等の管理が容易に行える、ｄ）比較的装置の構造が簡
単で、製造、取り扱い、整備などが容易である等の従来
の浸漬塗工と同様の利点を享受でき、さらに上述のよう
にローラー本体の上下での膨潤による外径の拡大差が少
なく、塗布後の外径差も少なくなるため、ローラー本体
の上下を反転し二度浸漬させる必要はなく、一度の浸漬
によりコーティング液の均一な塗工膜を形成することが
可能となる。このため、より装置の取り扱い等が簡単に
なり、自動化等による作業の能率化を図ることができ
る。

【００４３】（３）請求項２記載の浸漬塗工方法によれ
ば、ローラー本体の上下での膨潤による拡大差が小さく
上述の作用が効果的に発揮され、一度の浸漬により均一
な塗工が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浸漬塗工方法を実施するための浸漬塗
工装置を示す概略図である。

【図２】本実施例に係るローラー本体を示す平面図であ
る。

【図３】ローラーの一例としての一般的な帯電ローラー
を示す説明図である。

【図４】ローラー本体にコーティング液を塗工する従来
の方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ローラー本体２コーティング液３塗工槽４リザーブタンク５昇降機６撹拌翼７循環ポンプ（ダイアフラムポンプ）８フィルター９芯金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05D 1/18 B05D 5/12 B05D 7/02 B05D 7/24 302

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粘度を調整した塗液中に、その塗液によ
り膨潤するゴム又はウレタンにより形成されたローラー
本体を有する被塗工物を長さ方向を鉛直にして完全に浸
漬し、塗液中で所定時間停止させたのち、その後被塗工
物を所定速度で引き上げることにより前記ローラー本体
の表面に塗工膜を形成する浸漬塗工において、前記ローラー本体の浸漬時に下になる部分の浸漬時間
が、上になる部分の浸漬時間の５倍以下となるように、
前記被塗工物の降下速度、塗液中での停止時間及び塗工
物の引き上げ速度を設定したことを特徴とする浸漬塗工
方法。
【請求項２】前記ローラー本体の形成に使用するウレ
タンが注型ポリウレタンからなり、導電性を付与した熱可塑性ウレタン樹脂を、テトラヒド
ロフラン：メチルエチルケトン＝６０：４０〜７０：３
０の重量比からなる希釈液にて希釈した塗液による前記
注型ポリウレタンの膨潤度が５〜１５である請求項１記
載の浸漬塗工方法。