JP5914159B2

JP5914159B2 - ローラの製造方法

Info

Publication number: JP5914159B2
Application number: JP2012116162A
Authority: JP
Inventors: 有次入澤; 久成須田
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: JP2013242009A

Description

この発明は、ローラの製造方法に関し、さらに詳しくは、軸体の外周面に高い密着性で弾性層を形成できる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ローラを備えている。これらのローラは、例えば、棒状の軸体とその外周に形成された弾性層とを備えている。

このようなローラにおいて、軸体と弾性層とを強固に密着させて高い耐久性を確保するため、例えば、軸体と弾性層との間にプライマー層若しくは接着層等を介在させる技術、又は、軸体の表面をプラズマ処理する技術がある（例えば、特許文献１の請求項１１、特許文献２の００３７欄）。

軸体と弾性層との間にプライマー層又は接着層等を介在させる技術においては、ローラの製造工程が煩雑で製造コストが高くなるうえ、軸体を再利用するに当って軸体の外周面に形成されたプライマー層又は接着層等が１つの障害になることがある。

一方、特許文献１及び特許文献２のように軸体の表面をプラズマ処理する技術においては、再利用時の障害等はあまりないものの、単に軸体をプラズマ処理しただけでは軸体に十分に密着した状態に弾性層を形成できないことがあった。

特開２００４−６７７２６号公報特開２００８−５６９４１号公報

この発明は、軸体の外周面に高い密着性で弾性層を形成できる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弾性層を備えてなるローラの製造方法であって、下記条件（１）及び（２）で前記軸体の外周面にプラズマの火炎芯の先端を当てて前記外周面を大気圧プラズマ処理する工程と、プラズマ処理された前記外周面に下記条件（Ｉ）で付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を配置する工程とを有することを特徴とするローラの製造方法であり、
請求項２は、前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、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、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、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、導電性付与剤と、付加反応触媒とを含有することを特徴とする請求項１に記載のローラの製造方法であり、
請求項３は、前記配置する工程の後に、前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を加熱硬化する工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のローラの製造方法であり、
請求項４は、前記加熱硬化する工程の後に、１２０〜２５０℃で１〜７０時間にわたって二次硬化する工程を有することを特徴とする請求項３に記載のローラの製造方法であり、
請求項５は、前記大気圧プラズマ処理する工程の前に、前記軸体を加熱処理する前処理工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のローラの製造方法であり、
請求項６は、前記軸体と前記弾性層との接着強度が１００〜２３０Ｎである請求項１〜５のいずれか１項に記載のローラの製造方法である。
条件（１）：プラズマ電極の先端から軸体の外周面までの最短距離が２ｍｍ以上５ｍｍ以下
条件（２）：大気圧プラズマ処理時間が２０秒以上
条件（Ｉ）：プラズマ処理後の経過時間が２時間以内

この発明に係るローラの製造方法は、前記条件（１）及び（２）で軸体の外周面にプラズマの火炎芯の先端を当てて前記外周面を大気圧プラズマ処理する工程と、プラズマ処理された前記外周面に前記条件（Ｉ）で付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を配置する工程とを有しているから、軸体の外周面に形成された弾性層は軸体の外周面との密着性が高くなる。したがって、この発明によれば軸体の外周面に高い密着性で弾性層を形成できるローラの製造方法を提供することができる。

図１は、この発明に係るローラの製造方法によって製造されるローラの一例を示す概略斜視図である。図２は、この発明に係るローラの製造方法における大気圧プラズマ処理する工程においてプラズマの火炎芯の軸体の外周面に対する照射状態を説明する概略説明図である。図３は、軸体と弾性層との接着強度を測定する装置及び方法を説明する概略説明図である。図４は、実施例における弾性層の軸体への接着状態を評価する方法を説明する概略説明図である。

この発明に係るローラの製造方法によって製造されるローラは、軸体の外周面に形成された筒状の弾性層を備えてなるローラであればよく、この弾性層が最外層であってもよく、また弾性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。この発明に係るローラの製造方法によって製造されるローラの弾性層は導電性を有していてもいなくてもよく、また気泡のないゴム層（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。この弾性層は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研磨加工してなる弾性層であっても研磨加工せずに二次硬化してなる弾性層であってもよい。なお、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、その一次硬化体を研磨加工しなくても二次硬化すると特に画像形成装置用のローラに要求される寸法精度等を満足できる。したがって、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物で形成された弾性層は、一次硬化体を研磨加工せずに二次硬化して形成することができる。

この発明に係るローラの製造方法によって製造されるローラの一例として、例えば、図１に示されるように、軸体２と、軸体２の外周面に付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を硬化してなる気泡のない弾性層３とを備えてなるローラ１が挙げられる。

軸体２は、従来公知の導電性ローラにおける軸体と基本的に同様である。この軸体２は、後述するように、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体であり、良好な導電特性を有している。軸体２は熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよい。

弾性層３は、軸体２の外周面で研磨加工を介することなく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及び二次硬化して形成されていること以外は従来公知の導電性ローラにおける気泡のない弾性層と基本的に同様である。この弾性層３は２０〜７０のＪＩＳＡ硬度を有しているのが好ましい。この弾性層３は導電性を有しており、１〜３０ｍｍ、好ましくは５〜２０ｍｍの厚さを有している。

この発明に係るローラの製造方法（以下、この発明に係る製造方法と称することがある。）は、軸体と弾性層とを備えたローラを製造する製造方法であって、後述する条件（１）及び（２）で軸体の外周面にプラズマの火炎芯の先端を当てて外周面を大気圧プラズマ処理する工程と、プラズマ処理された外周面に後述する条件（Ｉ）で付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を配置する工程とを有することを特徴とする。以下に、図１に示されるローラ１を製造する方法を例に挙げて、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を準備する。軸体２は、「芯金」とも称され、例えば、図１に示されるように、軸線方向に沿って均一な外径を有する棒状体とされる。この軸体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、公知の方法により棒状体に作製される。この軸体２は、その外周面にメッキ処理が施されてもよい。例えば、無電解メッキ、より具体的には、無電解ニッケルメッキ等が挙げられる。これらのメッキ処理は適宜の方法及び条件で行うことができる。

ところで、この発明に係る製造方法において、後述するように大気圧プラズマ処理する工程で得られた軸体２に弾性層３を形成するので、大気圧プラズマ処理が施される軸体２すなわち大気圧プラズマ処理される前の軸体を便宜上「軸体形成体」と称し、大気圧プラズマ処理された軸体形成体すなわち大気圧プラズマ処理された後の軸体を「軸体」と称する。したがって、この発明に係る製造方法においては、まず、軸体形成体を準備する。具体的には、前記金属又は樹脂等で前記のようにして軸体成形体２’が作製される。

この発明に係る製造方法においては、所望により、後述する大気圧プラズマ処理する工程に供される軸体形成体２’の外周面を洗浄処理、脱脂処理及び加熱処理の少なくとも１つの処理を施す前処理工程が実施される。軸体形成体２’に前処理工程、特に加熱処理する前処理工程を施すと後述する大気圧プラズマ処理する工程と相まって軸体２と弾性層３との密着性をより一層高めることができる。

この発明に係る製造方法において、所望により実施される洗浄処理及び脱脂処理の前処理工程は、通常、トルエン等の芳香族系有機溶媒、アセトン、アルコール等の極性有機溶媒等で実施される。

この発明に係る製造方法において、所望により実施される加熱処理する前処理工程は、軸体形成体２’を５０〜２００℃で加熱する加熱処理であって、加熱環境等は特に限定されず、大気中でも実施できる。後述する大気圧プラズマ処理を施す前に加熱処理を施すと、軸体２と弾性層３との密着性及び接着性がより一層強固になる。この前処理工程における加熱時間は１０〜３０分間であるのが好ましい。この加熱処理は少なくとも軸体形成体２’、特にその外周面を加熱できればよく、公知の加熱器等を用いて行うことができる。加熱処理は洗浄処理及び／又は脱脂処理の後に行うのが好ましい。

この発明に係る製造方法においては、このようにして準備した軸体形成体２’、所望により前処理工程が施された軸体形成体２’の外周面に特定条件下で大気圧プラズマ処理を施す工程を実施して、軸体２とする。大気圧プラズマ処理は公知の大気圧プラズマ処理装置を用いて実施することができる。大気圧プラズマ処理装置としては、例えば、ストロークタイプの大気圧プラズマ処理装置として商品名「トーチ型」、ＳＨＵＴＥＣＨ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いて、大気圧プラズマ処理は、図２に示されるように、プラズマの火炎芯（プラズマジェット又はプラズマアークとも称される。）１１の先端が軸体成形体２’の外周面に当たるように、すなわちプラズマの火炎芯１１が外周面と点接触状態になるように、プラズマ電極１２を配置して実施される。このとき、プラズマ電極１２は好ましくはプラズマの火炎芯１１とこの先端に臨む軸体形成体２’の表面とが同一平面内になるように配置される。このようにして軸体成形体２’を大気圧プラズマ処理すると、その処理効率及び生産効率に優れ、軸体２と弾性層３とのより一層高い密着性を実現できる。

この発明に係る製造方法において、大気圧プラズマ処理は下記条件（１）及び（２）で実施される。
条件（１）：プラズマ電極の先端から軸体の表面までの最短距離が２ｍｍ以上５ｍｍ以下
条件（２）：大気圧プラズマ処理時間が２０秒以上

この発明に係る製造方法において、条件（１）の「プラズマ電極１２の先端から軸体成形体２’の外周面までの最短距離」は、発生するプラズマの火炎芯１１の大きさによって異なるが、５ｍｍ以下であり、好ましくは２〜５ｍｍとすることができる。この最短距離はプラズマ電極１２が複数あるときはプラズマ電極１２それぞれの先端から軸体形成体２’の外周面までの距離のうち最短の距離とする。条件（１）の「最短距離」が５ｍｍ以下であると、大気圧プラズマ処理による効果が充分に発揮され、軸体２と弾性層３との高い密着性を実現できる。なお、発生したプラズマを流す流体は、不活性気体であればよく、例えば、窒素、アルゴン等が挙げられる。

この発明に係る製造方法において、軸体形成体２’に大気圧プラズマ処理を継続して行う大気圧プラズマ処理継続時間すなわち大気圧プラズマ処理時間（条件（２））は、２０秒以上であり、好ましくは２０〜２５秒にすることができる。条件（１）の「大気圧プラズマ処理時間」が２０秒以上であると、大気圧プラズマ処理の均一性がより一層高くなって軸体２と弾性層３とのより一層高い密着性を実現できる。大気圧プラズマ処理時間の上限は特に限定されないが必要以上に長くしても大気圧プラズマ処理の効果は向上しないので作業性等を考慮して適宜に設定され、例えば、３０秒とすることができる。

条件（１）及び（２）での大気圧プラズマ処理において、プラズマ電極１２に印加する電圧は例えば３．５〜４．２ｋＶ、好ましくは４．０〜４．２ｋＶが挙げられ、電流は０．１０〜０．１５Ａ、好ましくは０．１２〜０．１５Ａが挙げられる。また、発生したプラズマを流す気流の流量は４０〜６０Ｌ／ｍｉｎ、好ましくは５０〜６０Ｌ／ｍｉｎが挙げられる。この範囲の流量にするには開口径３ｍｍ（固定）にすればよい。

この発明に係る製造方法の大気圧プラズマ処理において、プラズマ電極１２は軸体形成体２’の軸線に沿って一方の端部から他方の端部にかけて１回移動させることによって大気圧プラズマ処理の効果が十分に得られる。このとき、例えば、プラズマ電極１２を相対的に往復移動させてもよく、プラズマ電極１２の移動を複数回にわったって一方向又は往復方向に移動させてもよい。プラズマ電極１２の移動速度は特に限定されず、例えば、５０〜７５ｍｍ／ｍｉｎに設定される。

この発明に係る製造方法の大気圧プラズマ処理において、均一に大気圧プラズマ処理される点で、軸体成形体２’は回転されつつ大気圧プラズマ処理されるのが好ましく、例えば１０００〜１４００ｒｐｍ、好ましくは１２００〜１４００ｒｐｍの回転数で好ましくは一方向に回転されるのが好ましい。

この発明に係る製造方法において、軸体形成体２’の外周面を大気圧プラズマ処理する際の周辺環境は、大気圧下であれば特に限定されず、１５〜３５℃の周辺温度で２０〜８０％の相対湿度の環境に設定すればよい。

この発明に係る製造方法においては、このようにして軸体形成体２’の外周面を大気圧プラズマ処理することにより、軸体２を準備することができる。

この発明に係る製造方法においては、製造されるローラ１は軸体２と弾性層３とが高い密着性を発揮するから、軸体２の外周面にプライマー及び接着剤を塗布しなくてもよく、軸体２の再利用を考慮するとプライマー及び接着剤を塗布しないのが好ましい。

この発明に係る製造方法においては、次いで、プラズマ処理後の経過時間が２時間以内（条件（Ｉ））で軸体２の外周面に付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を配置し、この付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を加熱硬化して弾性層３を形成する。

弾性層３を形成するには、弾性層３を形成可能な付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を準備する。この付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は大気圧プラズマ処理された軸体２の外周面との高い密着性を発現する点で好ましい。この付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、（Ａ）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、（Ｂ）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、（Ｃ）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、（Ｄ）導電性付与剤と、（Ｅ）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（Ａ）〜（Ｅ）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。

この発明に係る製造方法においては、準備した付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を軸体２の外周面に前記条件（Ｉ）を満たすように配置する。

具体的には、この発明に係る製造方法においては、前記経過時間は２時間以下（条件（Ｉ））、すなわち、準備した付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を軸体２の外周面に前記条件（Ｉ）を満たすように配置する。このとき、前記経過時間が短いほど軸体２と弾性層３を形成する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物との密着性が高くなり、その結果、軸体２とこの付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が硬化してなる弾性層３との高い密着性を実現できる。条件（Ｉ）の前記経過時間は、軸体２と弾性層３との高い密着性を実現できる点で、１時間以内が好ましく、３０分以内が特に好ましい。ここで、前記経過時間は大気圧プラズマ処理装置のスイッチを切ってから軸体２における弾性層３が形成される外周面全体に付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が配置されるまでの時間である。軸体２の外周面への付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の配置は用いる付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物に応じて従来の方法、例えば公知の成形方法を適宜に採用することによって実施できる。

この発明に係る製造方法においては、このようにして前記条件（Ｉ）を満たすようにして軸体２の外周面に配置した付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を硬化して成形する。付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の硬化及び成形は付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の配置と同時に行うことができ、またこれらを連続して行うこともできる。付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の硬化方法は付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の硬化に必要な熱を加えられる方法であればよく、また弾性層３の成形方法も押出成形による連続加硫、プレス、インジェクションによる型成形等、特に制限されるものではない。例えば、金型を用いる成形法を選択することができる。付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を硬化させる際の加熱温度及び加熱時間は１００〜３００℃、特に１１０〜２００℃であるのが好ましく、５分〜５時間、特に５分以上３時間以下であるのが好ましい。このようにして付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を軸体２の外周面で硬化して成る一次硬化体が得られる。このようにして加熱硬化する工程が実施される。

この発明に係る製造方法においては、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物で弾性層３を形成するから、このようにして付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を加熱硬化させた一次硬化体を研磨加工しなくてもよい。なお、この発明に係る製造方法においては、所望のように、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の形状及び／又は外径を調整する工程を実施することもできる。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。

この発明の発明者は、軸体の表面に配置された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と、軸体２及び弾性層３の密着性を大幅に向上できることを見出した。したがって、この発明に係る製造方法においては、加熱硬化する工程後に軸体２の表面に配置された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工程を実施するのが好ましい。この一次硬化体を二次硬化させるときの硬化条件は付加硬化型液状導電性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るが、通常、１２０〜２５０℃、１〜７０時間に設定される。このようにして一次硬化体を二次硬化すると付加硬化型液状導電性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弾性層３が高い密着性で軸体２の外周面に形成される。なお、一次硬化体を二次硬化しない場合には一次硬化体又は前記調整する工程を経た一次硬化体が弾性層３となる。

この発明に係る製造方法においては、所望により、弾性層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弾性層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は、特定条件下で軸体２の外周面に大気圧プラズマ処理を施した後に弾性層３を形成するから軸体２の外周面に弾性層３を高い密着性で形成することができる。

具体的には、この発明に係る製造方法によって製造されるローラは、軸体２の外周面に軸体３に対して好ましくは１００〜２３０Ｎの接着強度で弾性層を形成でき、特に好ましくは１５０〜２３０Ｎの接着強度で弾性層３を形成できる。ここで、軸体２と弾性層３との接着強度はテンシロン測定器（商品名「ＲＴＭ−１００」、株式会社オリエンテック製）及び図３に示される接着界面破壊治具６１とを用いて測定される。この接着界面破壊治具６１は、図３に示されるように、軸体２が挿入される有底穴６４を有する円筒状を成す金属製の治具本体６２と治具本体６２の上面から同軸に突出する取付部６３とからなる。治具本体６２は外径３１ｍｍで軸線長さが８０ｍｍの円筒状をなし、有底穴６４は治具本体６２の底面に開口し、その径が１２ｍｍ、深さが６０ｍｍになっている。この接着界面破壊治具６１は、図３に示されるように、テンシロン測定器の可動上部（以下、可動部と称することがある。）６５に取付部６３を介して取り付けられている。

軸体２と弾性層３との接着強度を測定するには次のようにする。すなわち、測定対象のローラ１を、その軸線と接着界面破壊治具６１の軸線とが一致するように、軸体２の端部を有底穴６４に挿入して接着界面破壊治具６１の軸線の延長線上に固定し、テンシロン測定器を稼動させて５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で接着界面破壊治具６１を図３に示す矢印Ａすなわちローラ１に向けて前進させる。治具本体６２がローラ１における弾性層３の端面に当接した後、接着界面破壊治具６１の前進によって弾性層３が軸体２から剥離するまでの最大押圧力をテンシロン測定器から読み取り、この値をローラ１における軸体２と弾性層３との接着強度とする。

このように、この発明に係る製造方法によれば軸体２の外周面に高い密着性で形成された弾性層３を有するローラ１を製造できる。したがって、このローラ１は軸体２と弾性層３との間にプライマー層又は接着層等を設けなくても弾性層３が軸体２に強固に密着しているから画像形成装置に装着されて回転駆動されても軸体２から弾性層３が剥離しにくくローラ１としての高い耐久性を発揮する。例えば、この発明に係る製造方法によって製造されるローラ１は軸体２と弾性層３との間にプライマー層又は接着層等を設けてなる従来のローラと同等以上の高い耐久性を発揮する。

また、この発明に係る製造方法によって製造されるローラは軸体と弾性層との間にプライマー層又は接着層等が介装されていないから使用後又は規格外のローラを回収した後に弾性層を剥離するだけで軸体を再生することができ、軸体の回収、再利用が可能になる。

したがって、この発明に係る製造方法によって製造されるローラは画像形成装置に装着されるローラとして好適である。特に、この発明に係るローラの製造方法によって製造されたローラは、弾性層又はソリッド弾性層を備える、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、定着ローラ等として特に好適である。

（実施例１）
ＳＵＭ２２製（外径１０ｍｍ、長さ２７５ｍｍ）に厚さ５μｍとなるように無電解ニッケルメッキ処理を施して棒状体を作製し、エタノールで洗浄して軸体形成体２’を作製した。大気圧プラズマ処理装置（商品名「トーチ型」、ＳＨＵＴＥＣＨ株式会社製）を用いて、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下において以下に示す条件（１）〜（７）でプラズマの火炎芯１１の先端を作製した軸体成形体２’の表面に当てて大気圧プラズマ処理をして、軸体２を作製した。
条件（１）：プラズマ電極１２の先端から軸体成形体２’の表面までの最短距離２ｍｍ
条件（２）：大気圧プラズマ処理時間２０秒
条件（３）：電圧４．２ｋＶ
条件（４）：電流０．１５Ａ
条件（５）：流量６０Ｌ／ｍｉｎ（開口径３ｍｍ）
条件（６）：軸体成形体２’の回転速度１４００ｒｐｍ
条件（７）：プラズマ電極は軸体成形体２’の軸線方向に７５ｍｍ／ｍｉｎで片道移動

次いで、大気圧プラズマ処理終了後、以下に示す「経過時間」となるように、この軸体２を金型内に収納して軸体２の表面に下記組成を有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を配置した。ここで、「経過時間」は「軸体形成体の大気圧プラズマ処理終了後からその外周面に付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を配置するまでの経過時間」であり、「直後」とは軸体形成体２’の大気圧プラズマ処理終了後に軸体２を放置又は静置することなく連続して次工程すなわち付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を配置したことを意味する。その後、この付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を１０分間１５０℃に加熱して一次硬化した後２００℃で４時間二次硬化し、外径が２０ｍｍとなるように研磨して弾性層３を形成した。このようにして実施例１のローラを製造した。

用いた付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、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」に相当する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物である。具体的には、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン（Ａ）（重合度３００）１００質量部、ＢＥＴ比表面積が１１０ｍ^２／ｇである疎水化処理されたヒュームドシリカ（日本アエロジル株式会社製、Ｒ−９７２）１質量部、平均粒径６μｍ、嵩密度が０．２５ｇ／ｃｍ^３である珪藻土（Ｃ）（オプライトＷ−３００５Ｓ、北秋珪藻土株式会社製）４０質量部、及び、アセチレンブラック（Ｄ）（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業株式会社製）５質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌した後、３本ロールに１回通した。これを再度プラネタリーミキサーに戻し、架橋剤として、両末端及び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏｌ／ｇ）２．１質量部、反応制御剤として、エチニルシクロヘキサノール０．１質量部、及び、白金触媒（Ｅ）（Ｐｔ濃度１％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌して混練して、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を調整した。

（実施例２及び３）
条件（１）及び条件（Ｉ）を第１表に示す条件に変更したこと以外は実施例１と基本的に同様にして実施例２及び３のローラを製造した。

（実施例４及び５）
バッチ型加熱器を用いてエタノールで洗浄した軸体形成体２’を第１表に示す加熱温度及び加熱時間で加熱処理した後に大気圧プラズマ処理を施したこと以外は実施例１と基本的に同様にして実施例４及び５のローラを製造した。

（比較例１〜６）
条件（２）及び条件（Ｉ）を第１表に示される条件にそれぞれ変更したこと以外は実施例１と基本的に同様にして比較例１〜６のローラをそれぞれ製造した。

（比較例７）
前記軸体形成体２’の外周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。次いで、プライマー処理した軸体２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２の表面にプライマー層を形成した。この軸体２を加熱処理及び大気圧プラズマ処理することなく用いたこと以外は実施例１と基本的に同様にして比較例７のローラを製造した。

（接着強度の測定）
実施例１〜５及び比較例１〜７で製造したローラローラそれぞれにおける軸体２と弾性層３との接着強度を前記方法に従って測定した。その結果を第１表に示す。

（接着状態の評価）
実施例１〜５及び比較例１〜７で製造したローラそれぞれにおける弾性層３の一部を次のようにして除去した。すなわち、図４に示されるように、まず、軸体２の中心（軸線）Ｃを通過する平面に平行で軸体２の周点ｐ_１を通る平面Ｐ_１に沿って弾性層３の一部を切除した。次いで、平面Ｐ_１に垂直に交差し周点ｐ_４を通る平面Ｐ_４に沿って弾性層３の一部を切除し、平面Ｐ_１に平行で平面Ｐ_４に垂直に交差し周点ｐ_２を通る平面Ｐ_２に沿って弾性層３の一部を切除した。最後に、平面Ｐ_４に平行で平面Ｐ_１及びＰ_２に垂直に交差し周点ｐ_３を通る平面Ｐ_３に沿って弾性層３の一部を切除して、軸体２の軸線Ｃに垂直な断面形状が軸体２を内接する正方形となるように軸体２の周囲に弾性層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄを残存させた。なお、周点ｐ_１、ｐ_２、ｐ_３及びｐ_４は軸体２の外周を周方向に均等に四等分する点である。残存したこれらの弾性層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄは周点ｐ_１、ｐ_２、ｐ_３及びｐ_４で離間して互いに独立に軸体２の外周面に配置されている。これらの弾性層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄそれぞれの軸体２との接着状態を次ぎのようにして評価した。具体的には、これらの弾性層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄそれぞれの一端を把持して軸体２から順次引き離し、これらの弾性層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄそれぞれが材料破壊するか、軸体２から剥がれるかを確認した。評価は、弾性層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄのすべてが材料破壊した場合を「○」、弾性層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄの一部が軸体２から剥がれた場合を「△」、弾性層３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄのすべてが軸体２から剥がれた場合を「×」とした。なお、この接着状態の評価が「○」であれば充分に実用できる。

１ローラ
２軸体
２’ 軸体形成体
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ弾性層
１１火炎芯
１２プラズマ電極
６１接着界面破壊治具
６２治具本体
６３取付部
６４有底穴
６５可動上部（可動部）

Claims

軸体の外周面に形成された弾性層を備えてなるローラの製造方法であって、
下記条件（１）及び（２）で前記軸体の外周面にプラズマの火炎芯の先端を当てて前記外周面を大気圧プラズマ処理する工程と、
プラズマ処理された前記外周面に下記条件（Ｉ）で付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を配置する工程とを有することを特徴とするローラの製造方法。
条件（１）：プラズマ電極の先端から軸体の外周面までの最短距離が２ｍｍ以上５ｍｍ以下
条件（２）：大気圧プラズマ処理時間が２０秒以上
条件（Ｉ）：プラズマ処理後の経過時間が２時間以内
前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、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、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、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、導電性付与剤と、付加反応触媒とを含有することを特徴とする請求項１に記載のローラの製造方法。
前記配置する工程の後に、前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を加熱硬化する工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のローラの製造方法。
前記加熱硬化する工程の後に、１２０〜２５０℃で１〜７０時間にわたって二次硬化する工程を有することを特徴とする請求項３に記載のローラの製造方法。
前記大気圧プラズマ処理する工程の前に、前記軸体を加熱処理する前処理工程を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のローラの製造方法。
前記軸体と前記弾性層との接着強度が１００〜２３０Ｎである請求項１〜５のいずれか１項に記載のローラの製造方法。