JPH0810687A - 被覆膜付ロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面の研磨が不要な程度に平滑性に優れたフ
ッ素系樹脂の被覆膜を表面に形成したロールを、低コス
トで製造する方法を提供すること。 【構成】 相対して回転するベースロールとワークロー
ルとの間にペースト状塗料を注入し、塗料を双方のロー
ル表面に付着させたあと、双方のロールを特定の条件下
に回転させて塗料の厚さを均一にし、ついでベースロー
ル表面の塗料をかきとり、ワークロールの塗料は加熱し
てフィルム化することを特徴とする。 【効果】 上記目的が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被覆膜付ロールの製造
方法に関する。更に詳しくは、回転するベースロールに
塗料を塗布し、相対して回転するワークロールにこの塗
料を転写して、加熱して被覆膜付ロールを製造する方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機用の加熱定着ロールは、そ
の表面がフッ素系樹脂で被覆されている。ロール表面を
フッ素系樹脂で被覆する方法としては、(1) 円筒体の表
面にフッ素系樹脂を静電塗装した後、塗装面を研磨する
方法、(2) 円筒体の表面にフッ素系樹脂のチューブを被
せ、このチューブを外側から加熱して収縮させる方法、
などが知られている。これらいずれの方法においても、
ロールの表面とフッ素系樹脂との密着性を向上させるた
めに、ロールの表面をブラスト処理したのち、ペライマ
ーを塗布する方法が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では、(1) の方法は塗布膜表面の平滑性および円筒体
の周方向と長さ方向双方の塗布膜の厚さが均一でないた
め、研磨が必要であり、工程が増えるという問題があ
り、(2) の方法は大きい直径のロールには適さないばか
りでなく、フッ素系樹脂チューブのコストが高いという
問題がある。本発明は、上記従来の問題点を解決し、表
面の研磨が不要な程度に平滑性に優れたフッ素系樹脂の
被覆膜を表面に形成したロールを、低コストで製造する
方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の方法では、回転するベースロールに塗料を
塗布し、相対して回転するワークロールにこの塗料を転
写した後、ベースロールに塗布した塗料をドクターブレ
ードでかきとり、ワークロールの表面に被覆膜を有する
ロールを製造するにあたり、ワークロールに塗布膜を形
成したベースロールとワークロールとを両ロールの周速
比を１〜６の範囲で回転させつつ塗布膜の厚さを均一に
し、ワークロールをベースロールから離隔し、塗布膜を
加熱してフィルム化するという手段をとるものである。

【０００５】以下、本発明を図面に基づいて説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り、以下の記載例に
限定されるものではない。図１は被覆膜付ロールを製造
している状態の側面図、図２はその平面図を、それぞれ
示す。図３は塗布膜付ロールの製造工程の詳細を示す側
面図である。図において、１、１１はベースロール、
２、１２は以下ワークロール、３、１３はドクターブレ
ード、４、１４は塗料（ペースト）、５、１５は拡散防
止板、６は塗料受け容器をそれぞれ示す。

【０００６】本発明の方法では、ベースロール１とワー
クロール（被塗布ロール）２とを、図１に示すように、
双方のロールの中心軸を平行にして、双方のロールの表
面が接触しない程度の間隔をもって配置された装置を使
用する。ベースロール１とワークロール２とは、各々回
転数を変えて回転可能で、かつ、ベースロール１を固定
ロールとし、ワークロール２回転しつつベースロール１
に接近、離隔可能な構造とする。ワークロール２は、そ
の表面に塗布膜を形成した後は、ベースロール１から離
隔し、取り外し、新しいワークロールと入替え可能な構
造とする。ロールの両端部には拡散防止板５を設けこと
によって、ロール表摸に塗布される塗料の幅を規定し、
塗料がロールの両端部から流れるのを防止することがで
きる。なお、２本のロール下方には、塗料受け容器６を
設けておくと、余J,の塗料と、ドクターブレードによっ
てかきとられる塗料を受けるのことができるので、好ま
しい。図２では、拡散防止板５が塗料受け容器６の側壁
を構成する例を示したが、この例に限られるものではな
く、塗料受け容器６の側壁とは別個に形成することもで
きる。

【０００７】ベースnール１とワークロール２の材質は
金属がよく、金属の種類は、最終的に得られる塗布膜付
円筒体の用途に応じて、アルミニウム、アルミニウム合
金、ステンレススチールなどの鉄合金、その他の金属お
よびそれらの合金から選ぶことができる。塗布膜を形成
するワークロール２の表面は、塗布膜との密着性を向上
させるために、予めブラスト処理したり、さらにプライ
マーを塗布するのが好ましい。ベースロール１とワーク
ロール２との直径、長さなどは制限されるものではな
く、ワークロールの用途に応じて種々変えることができ
る。ワークロール２が複写機用の加熱定着ロールの場合
には、直径１０〜５０ｍｍ、長さ１００〜５００ｍｍの
範囲で選択される。

【０００８】ベースロール１とワークロール２とは、図
１に示すように、双方のロールで隙間を形成し、双方の
ロールを回転させてつつベースロール１に塗料（ペース
ト）４を塗布すると、塗料を双方のロール表面に付着さ
せることができる。双方のロール表面の間隔は、塗料の
粘度、流動性、チキソトロピー性、固形分濃度、ワーク
ロールの直径、長さ、ワークロールに形成する塗布膜の
厚さ、などによって選ぶことができる。ワークロール２
が複写機用の加熱定着用ロールの場合には、塗布膜の厚
さは１〜１００μｍの範囲、好ましくは５〜５０μｍの
範囲である。

【０００９】本発明の方法で使用できる塗料（ペース
ト）は、粘度および流動性が適性であれば、特に制約は
ない。複写機用の加熱定着用ロール用には、フッ素系樹
脂が好適である。この用途に用いられるフッ素系樹脂
は、テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビ
ニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）などである。これらをペースト状塗料とす
るには、上記フッ素系樹脂を微粉末状とし、この粉末の
一種または混合物を、合成樹脂と有機溶媒からなる有機
バインダーに分散させることによって得られる。

【００１０】使用できる樹脂としては、セルロース系樹
脂類、アクリル系樹脂類などが挙げられ、使用できる有
機溶媒としては、エーテル類、エステル類、アルコール
類などが挙げられる。フッ素系樹脂の微粉末状と有機バ
インダーとの混合割合には、特に制限はないが、塗料中
に占めるフッ素系樹脂の割合を４０重量％以上、なかで
も５０重量％以上とするのが好適である。ペースト状塗
料の粘度は、フッ素系樹脂の粒子径、含有量、有機バイ
ンダーの組成、特に合成樹脂の種類、量、有機溶媒の種
類、量を選び、温度２５℃での塗料の粘度が１０〜１０
０００ポイズの範囲となるように選ぶのが好ましく、な
かでも５０〜２０００ポイズの範囲が好適である。

【００１１】本発明の方法で塗布膜付円筒体を製造する
には、まずベースロール１に対向させてワークロール２
をセットし（図３(1) 参照）、両ロールの間隙を調節す
る。ついで、双方のロールを矢印方向（すなわち順方
向）に回転させ（図３(2) 参照）、両ロールの間隙上部
からペースト状塗料を注入する（図３(3) 参照）。ペー
スト状塗料は、短時間で、双方のロールの間隙で混練さ
れ、引伸ばされて表面に均一の厚さの塗布膜が形成され
る。

【００１２】本発明者らの実験によれば、塗布膜を形成
する場合に、ベースロール１とワークロール２のロール
表面の回転速度(tip speed)をそれぞれａ，ｂとすると
き、これらの比、即ち周速比（ｂ／ａ）を１〜６の範囲
内で回転させると、ワークロール２表面に形成される被
覆膜の平滑性が優れたものとなること、双方のロールの
回転〓は、ロールの直径、長さなどによって変るが、２
００〜２０００ｒｐｍの範囲で選ぶのが好ましいこと、
などが分かった。周速比が１未満、回転数が２００ｒｐ
ｍ未満では、被覆膜にむらが発生し、周速比が６を越え
た場合、回転数が２０００ｒｐｍを越えた場合には被覆
膜にスジが発生し、いずれも好ましくない。

【００１３】双方のロール表面に均一の厚さの塗布膜を
形成したあとは、双方のロールを矢印方向に回転させつ
つ、ベースロール１表面の塗布膜を塗料をドクターブレ
ードで完全にかきとる（図３(4) 参照）。かきとった塗
料は塗料受け容器６で受け、必要があれば粘度を調節し
て再使用することができる。ドクターブレードは、回転
しているベースロール１表面から塗料をかきとるので、
可曉性のあるステンレススチール板、銅板などが好まし
い。

【００１４】塗布膜を付着したワークロール２は、引続
き回転させながらベースロール１から矢印Ｘの方向に離
隔する（図３(5) 参照）。このように離隔する際にも引
続き回転させることにより、ワークロール２表面の塗布
膜の厚さを均一に維持することができる。離隔する際に
回転させなかったり、回転が不十分であると、ワークロ
ール２表面に付着させたペースト状の塗布膜が一方にず
れて厚さが不均一になり、好ましくない。

【００１５】ベースロール１から離隔した塗布膜を付着
したワークロール２は、可及的短時間内に、ワークロー
ル２を離隔した方向（図３(5) 矢印Ｘの方向）に直列に
配置した加熱ゾーンに移し、ワークロール２表面の塗布
膜を加熱して、塗布膜に含まれる有機溶媒を揮散させ、
同時に、樹脂成分を溶融させてフィルム化し被覆膜とす
る。加熱ゾーンの加熱手段は、ワークロール表面全体を
加熱できる方式のものであれば特に制限はない。具体的
には、熱風加熱方式、赤外線照射方式などが挙げられ、
熱風加熱方式が特に好ましい。なお、塗布膜の粘度が低
い場合には、ワークロール２表面に形成した塗布膜が流
れるので、ワークロール２を回転させながら加熱するの
が好ましい。加熱する際の温度は、塗布膜部分が３３０
〜４００℃の範囲、加熱時間は、加熱温度、塗布膜を形
成する塗料の成分、組成割合などによって変るが、３〜
２０分の範囲で、それぞれ選ぶことができる。温度が３
３０℃未満で、加熱時間が３分未満では、塗布膜が好ま
しくフィルム化されず、温度が４００℃を越え、加熱時
間が２０分を越える場合には、フッ素系樹脂だけではな
く有機バインダーに含まれる合成樹脂の熱分解が始ま
り、いずれも好ましくない。ワークロール表面の塗布膜
は、加熱により、溶融、フィルム化され、ピンホールや
凹凸のない被覆膜を有するロールが得られる。

【００１６】本発明方法によって得られる被覆膜付ロー
ルは、特に制限はなく各種の用途、例えば製紙用、織物
用、印刷用、ＯＡ機器用、プラスチック加工用などの広
範囲に用いることができる。なかでも、複写機用の加熱
定着ロールや、レーザービームプリンター用加熱定着ロ
ールの用途に好適である。

【００１７】

【発明の効果】本発明方法によるときは、前記従来の問
題点を解決し、被覆膜表面の研磨が不要な程度に平滑性
に優れたフッ素系樹脂の被覆膜を表面に形成したロール
を、低コストで製造することができ、その産業上の利用
価値は極めて大である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載
例に限定されるものではない。 実施例１ まず、ワークロールを次のように調製した。直径２０ｍ
ｍ、長さ２６０ｍｍのアルミニウム製のロールの表面
を、平均粒子径６０μｍのアルミナ粉末を５ｋｇ／cm²
の圧力でブラスト処理し、表面粗度Ｒａ＝１．３μｍの
ロールを得た。次に、このロールを、ジメチルフォルム
アミドのポリアミドイミド（米国アモコ社製、トーロ
ン）を５重量％溶解した溶液に浸漬し、１００℃で５分
間乾燥し、プライマー層を形成したワークロールを得
た。一方、直径２０ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス
スチール製のロール（表面に硬質クロムメッキが施され
ている）をベースロールとし、このロールの中心軸に平
行に、かつ、相互の表面の間隔を５０μｍとして、上記
ワークロールをセットし、ベースロールを３５０ｒｐ
ｍ、ワークロールを１４００ｒｐｍの速度で回転させ
た。

【００１９】粒子径２０μｍのＰＦＡ粉末と、酢酸ジエ
チレングリコールモノエチルエーテルおよびポリメチル
メタクリレートを重量比で５０：４５：５の割合で、計
量、混練、分散、再混練を行い、ペースト状塗料を調製
した。この塗料につきＥ型粘度計（東京計器社製）で測
定した粘度は、５００ポイズであった。この塗料を、上
記の速度で相対して回転している２本のロールの間隙に
１０グラム注入した。塗料は２本のロールの間隙で混練
され、約２０秒間という短時間で、双方のロール表面に
均一の厚さに付着した（図３(3) 参照）。ベースロール
とワークロールとを同じ速度で回転させながら、ベース
ロール表面の塗料面にステンレススチール製のドクタ−
ブレードを接触させ、約５秒間で塗料をかきとった（図
３(4) 参照）。ワークロールを同憾速度で回転させなが
ら約１０秒間でベースロールから離隔し（図３(5) 参
照）、直ちに３７０℃に調節した加熱炉に移送し、１０
分間加熱し、フッ素系樹脂の被覆膜を有するロールを得
た。

【００２０】得られた塗布膜付ロールにつき、膜の厚さ
を次のように測定した。ロールの周方向に９０度間隔で
４箇所、長さ方向に６０ｍｍ間隔で４回、合計１６箇所
の測定箇所付近で被覆膜を剥離し、被覆膜有りと被覆膜
なし（剥離したあと）との段差を、表面粗度計（小坂製
作所社製）で測定し、被覆膜の厚さとした。合計１６箇
所の被覆膜の厚さ分布は、３０±３μｍの範囲内にあり
均一であった。また、被覆膜の表面粗度Ｒａは０．３μ
ｍで表面の平滑性も良好であった。さらに、ロールと被
覆膜の密着性においても良好であった。

【００２１】実施例２ 実施例１に記載の例において、ベースロールの回転速度
を３５０ｒｐｍ、ワークロールの回転速度を７００ｒｐ
ｍに変更したほかは、同例におけると同様の手順で、フ
ッ素系樹脂の被覆膜を有するロールを得た。得られた塗
布膜付ロールの膜の厚さ分布は３０±３μｍの範囲内に
あり、表面粗度Ｒａは０．３μｍであり、またロールと
被覆膜の密着性も良好であった。

【００２２】実施例３ 実施例１に記載の例において、ベースロールとワークロ
ールとの間隔を１００μｍに変更したほかは、同例にお
けると同様の手順で、フッ素系樹脂の被覆膜を有するロ
ールを得た。得られた被覆膜付ロールの膜の厚さ分布は
６０±６μｍの範囲内にあり、表面粗度Ｒａは０．３μ
ｍであり、またロールと被覆膜の密着性も良好であっ
た。

【００２３】実施例４ 実施例１に記載の例において、ベースロールを直径４０
ｍｍのものに変更したほかは、同例におけると同様の手
順で、フッ素系樹脂の被覆膜を有するロールを得た。得
られた被覆膜付ロールの膜の厚さ分布は３０±３μｍの
範囲内にあり、表面粗度Ｒａは０．３μｍであり、また
ロールと塗布膜の密着性も良好であった。

【００２４】比較例 まず、塗料として実施例１で使用したペースト状塗料１
０００ｇにさらに酢酸ジエチレングリコールモノエチル
エーテル５リットルを加えて、混合溶液を調製した。こ
の混合溶液についてＥ型粘度計（東京計器社製）で測定
した粘度は、１０ポイズであった。この混合溶液をビー
カーに入れて浴とし、この浴に、実施例１で調製したワ
ークロールの端部にマスキングしてロール中空部に溶液
が入らないようにして３０秒間侵漬し、２５ｃｍ／分に
速度で引き上げた。得られたワークロールを、実施例１
におけると同様に、加熱炉に入れ、同例におけると同様
の条件で加熱し、フッ素系樹脂の被覆膜を有するロール
を得た。被覆膜付ロールの膜の厚さ分布を測定したとこ
ろ、１５〜４５μｍの範囲で厚さのムラが大であり、表
面粗度は比較的平滑な部分でもＲａは５μｍであり、表
面平滑性は不良であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】被覆膜付ロールを製造している状態の側面図を
示す。

【図２】図１に示したものの平面図を示す。

【図３】被覆膜付ロールの製造工程の詳細を示す側面図
である。

【符号の説明】

１、１１…ベースロール ２、１２…ワークロール ３、１３…ドクターブレード ４、１４…ペースト状塗料 ５、１５…拡散防止板 ６ …塗料受け容器 Ｘ …ワークロールを取り外す方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楚山 康雄 東京都千代田区丸の内二丁目５番２号 三 菱化成株式会社内 (72)発明者 田代 連田 岐阜県関市小瀬2725−２ 株式会社クリエ ィティブ・プロダクツ・タシロ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転するベースロールに塗料を塗布し、
   相対して回転するワークロールにこの塗料を転写した
   後、ベースロールに塗布した塗料をドクターブレードで
   かきとり、ワークロールの表面に被覆膜を有するロール
   を製造するにあたり、ワークロールに塗布膜を形成した
   ベースロールとワークロールとを両ロールの周速比を１
   〜６の範囲で回転させつつ塗布膜の厚さを均一にし、ワ
   ークロールをベースロールから離隔し、塗布膜を加熱し
   てフィルム化することを特徴とする被覆膜付ロールの製
   造方法。
2. 【請求項２】 塗料が、フッ素系樹脂の微粉末状を主成
   分とし、これに合成樹脂と有機溶媒からなる有機バイン
   ダーとを混合してペースト状にしたものであることを特
   徴とする請求項１記載の被覆膜付ロールの製造方法。
3. 【請求項３】 塗料の粘度が、１０〜１００００ポイズ
   の範囲で選ばれたものであることを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の被覆膜付ロールの製造方法。
4. 【請求項４】 塗布膜の加熱を、温度３３０〜４００℃
   の範囲、時間３〜２０分の範囲で選ばれた条件下で行う
   こと特徴とする請求項１ないし請求項３いずれかに記載
   の被覆膜付ロールの製造方法。