JPS63252845A - 非帯電ロ−ラおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、コンピュータ端末、ＯＡ機器などに付属する
プリンタ用プラテンローラや、電子部品の搬送用ローラ
のように、その動作時に静電気の発生を防止した、非帯
電コーラと、この非帯電ローラの製造方法に係り、特に
、軽量で継目のない非帯電ローラと、これを安価に且つ
容易に製造するに好適な製造方法とに関するものである
。

［従来の技術］ 従来、使用されているこの種のローラは、はとんどがゴ
ム製であって、このローラは、原料の混練、注形、加硫
、ｒａ型、研削などの工程を経て製造されるものであっ
た。また、このゴム製のローラに、非帯電性を付与する
技術も知られている。

他方、一部には、熱可塑性樹脂を用いて射出成形法によ
ってローラを成形する方法も実施されている。しかし、
この種のものは、非帯電性を付与したものはなかった。

なお、この種のローラに関連する公知例としては、たと
えば、特開昭５５−６５５８０号公報。

特開昭５９−１２８７９号公報、特開昭６０−１９０３
１７号公報が挙げられる。

［発明が解決しようとする問題点コ 前記したゴム製のローラは、原料混練、注形。

加硫、離型、研削など多くの工程を要するので、生産性
が悪く、製造設備が高価であるのみならず消費エネルギ
量が多かった。また、成形に割型を使用するので、その
継目部分には″ばり″が発生し、この″ばり″の除去の
ために１、成形後の研削加工を必要とした。ローラ重景
が重いので、軸受への負荷も大きかった。さらに、ロー
ラ径の異なるものを成型するためには、その都度、別の
割型を使用しなくてはならないので、ローラ径を自由に
設定することができないものであった。また、ローラに
非帯電性を付与することも可能であったが、その加工に
多くの工数を要するという問題点もあった。

他方、熱可塑性樹脂を用いて射出成形したローラは、成
形時に収縮するので、十分な寸法精度が得られなかった
。この収縮を防止するためには、複雑な構成の成形型を
必要とするので、高価なものになった。また、この種の
ローラは、非帯電性を付与したものではなかった。

本発明は、上記した従来技術の問題点を改善して、軽量
で継目がなく、且つ寸法精度の優れた非帯電ローラと、
この非帯電ローラを安価に且つ容易に製造することがで
きる、非帯電ローラの製造方法の提供を、その目的とす
るものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するための本発明の非帯電ローラの構
成は、芯金と非帯電性筒体との間に、有機高分子系発泡
層が一体に成形されたものである。

さらに詳しくは、芯金を中心軸とし、外周部に、公知の
押出成形によって得た複合材料製パイプ、たとえば、ポ
リプロピレンに導電性カーボンを配合してなる複合材料
製パイプ、ブチルゴムに導電性カーボンを配合してなる
複合材料製パイプ、あるいは、引抜きによって得た金属
製パイプ、たとえば、アルミニラ製パイプ（これらのパ
イプは、内側軸方向に縦溝を形成したものであれば、な
およい）を設け、このパイプと前記芯金との間に、反応
射出成形法によって発泡層を充填し、この発泡層、芯金
、パイプを強固に一体的に固着してなる、複層構造の軽
量の非帯電ローラである。

また、本発明の非帯電ローラの製造方法の構成は、型閉
めしたとき、キャビティとこれに接続するゲートとを形
成することができる、円筒状の型本体と上型、下型とか
らなる成形型の前記キャビティ内に、予め芯金と非帯電
性筒体とを設置し、前記芯金の上、下端をそれぞれ前記
上型、下型で支持した状態で、前記ゲートから前記芯金
と非帯電性筒体との間へ、発泡剤を含む化学的に活性な
組成物原液を射出し、該原液の発泡と硬化反応とを進行
せしめて、有機高分子系発泡層を前記芯金。

非帯電性筒体と一体に成形することにより非帯電ローラ
を製造するようにしたものである。

さらに詳しくは、型本体、上型、下型からなる成形型内
に、芯金および非帯電性筒体を設置し、ゲートから前記
成形型内へ、反応射出成形法により、発泡剤を含む、化
学的に活性な組成物原液を射出し、前記成形型内で発泡
をともなう硬化反応を促進せしめることにより、前記芯
金を中心軸として、その周囲に発泡層を形成し、さらに
前記非帯電性筒体の縦溝へも充填し、前記芯金９発泡層
。

非帯電性筒体を強固に一体的に固着するようにした、非
帯電ローラの製造方法である。

［作用コ ローラ外周部は、押出し成形もしくは引抜きによって得
られた非帯電性筒体であるので、当該ローラは、非帯電
性であることはもちろん、継目がなく且つ寸法精度が優
れている。また、内部は、芯金を除いて、発泡層である
から軽量である。したがって、動作中に静電気が発生す
ることはなく、また軸受負荷も軽減する。

また、この非帯電ローラの製造方法は、芯金と非帯電性
筒体とを設置した成形型内へ、発泡剤を含む化学的に活
性な組成物原液を射出し、反応射出成形法により発泡層
を成形するものであるので、従来のゴム製のローラの製
造方法と異なり、原料混練、加硫、研削の工程が不要で
あって、非帯電ローラを安価に且つ容易に製造すること
ができる。

［実施例コ 以下、本発明を実施例によって説明する。

まず、非帯電ローラの実施例を、図面を用いて説明する
。

第１図は、本発明の非帯電ローラの一実施例を示す部分
断面斜視図、第２図は、この非帯電ローラの断面に沿っ
た密度分布図である。

この第１図において、２は、鋼製の芯金（外径８■φ）
、３は、複合材料（詳細後述）製パイプ（外径４０ｎ冊
φ×内径３４画φ×長さ１００ｍｍ）、５は、低密度の
有機高分子系発泡層に係るポリウレタン発泡層（製造方
法の中で詳細後述）、４は、このポリウレタン発泡層５
のスキン層を形成する非発泡層であって、これら芯金２
．ポリウレタン発泡層５．複合材料製パイプ３が一体的
に固着して非帯電ローラ１が形成される。

前記複合材料製パイプ３は、マトリックスとして用いた
熱可塑性樹脂に係るポリプロピレンに、導電性を付与し
て非帯電にするための導電性素材＝７− に係る導電性カーボンを１０％配合・混練し、これを押
出成形してなる継目なしパイプである。

このパイプの表面抵抗値は２×１０６Ωであり、この値
はローラ外周に非帯電層を形成するに十分である。また
、紙との摩擦係数μは０．１〜０．３であり、所望値を
確保している。

このように構成した非帯電ローラ１の、断面に沿った密
度分布は、第２図のようになっている。

この第２図から明らかなように、ポリウレタン発泡層５
の密度は０　、２５　ｇ　／　ｃｎ？と低く、そのスキ
ン層を形成する、芯金２および複合材料製パイプ３と接
する界面部の非発泡層４は、他の部分に比へて高密度に
なっている。この非発泡層４が、芯金２２発泡層５．複
合材料製パイプ３を強固に固着するに役立っている。こ
の非帯電ローラ１の重量は６４ｇであり、これと同一寸
法の、従来のゴム製ローラの重量は１５０ｇであるので
、従来品に比較して４２％に軽量化している。

以上説明した非帯電ローラの実施例によれば、次の効果
がある。

■、外周部は複合材料製パイプ３であるので、非帯電性
であることはもちろん、ローラ表面に継目がなく、０６
紙送りのために必要な摩擦係数が得られ、◎、外径の寸
法精度が優れている。■。

内部は、芯金２を除いて、ポリウレタン発泡層５である
ので軽量である。

非帯電ローラの他の実施例を説明する。

第３図は、本発明の非帯電ローラの他の実施例の複合材
料製パイプ３Ａを示す断面図である。

この複合材料製パイプ３Ａは、その内側に、軸方向の縦
溝３ａを形成してなるものであり、該パイプ３Ａも、前
記実施例における複合材料製パイプ３と同様に、押出成
形によって成形される。

縦！ｇ’３ａを形成したことにより、該縦溝３ａ内へも
ポリウレタンが充填されるので、ポリウレタン発泡層と
複合材料製パイプ３Ａとの固着がさらに強固になるとい
う利点がある。

なお、前記第１図に係る実施例、すなわち非帯電ローラ
１の複合材料製パイプ３は、ポリプロピレンに導電性カ
ーボンを１０％配合したものてあるが、その配合率を１
０〜５０％と変化したものの表面抵抗値を次の表１に示
す。

表　　１ この表１から明らかなように、配合率の増加とともに表
面抵抗値が小さくなり、さらに非帯電性が向上する。表
面抵抗値は、１０’Ω程度以下であることが望ましい。

さらに、前記第１図に係る非帯電ローラ１は、ポリプロ
ピレンに導電性カーボンを配合・混練してなる複合材料
製パイプ３を使用したが、前記ポリプロピレンの代りに
、他の熱可塑性樹脂、たとえば、ポリエチレン、ポリス
チレン、ＡＢＳ樹脂。

ポリアセタール、ポリブヂレンテレフタレートなどのう
ちの一つを使用してもよく、また、前記η電性カーボン
の代りに、他の導電性素材、たとえば、金属繊維、金属
メッキしたガラス繊維、金属メッキした有機高分子繊維
などの単一系もしくは複合系を使用してもよい。また、
前記熱可塑性樹脂の代りに、ゴム、たとえば、ブチルゴ
ム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭゴムのうち
の一つを使用してもよい。

さらにまた、非帯電性筒体は、複合材料製パイプに限る
ものではなく、金属製パイプ、たとえば、引抜き加工に
よって得られた肉厚０．２〜１画程度のアルミニウム製
パイプであってもよい。

上記した非帯電性筒体の代表例の特性を次の表非帯電性
筒体の材質を、上記したものの中から選ぶことにより、
紙との摩擦係数の大きさを適宜に選択することができる
ので、幅広いニーズに対応しうるちのである。非帯電ロ
ーラの密度は、０゜９〜２．７×コ、０３ｋｇ　／　ｒ
ｎ’程度のものがよい。

また、前記第１図に係る非帯電ローラ１における発泡層
は、ポリウレタン発泡層５であるが、ポリウレタンに限
るものではなく、反応射出成形が可能なものであればよ
いので、たとえば、ナイロン、ポリスチレン、エポキシ
、ポリエステルなどであってもよい。発泡層の密度は、
組成物原液（製造方法の中で詳細後述）の射出量を制御
することにより、０．１−０．８　Ｘ　１０３ｋｇ／ｍ
程度にすることが望ましい。

次に、非帯電ローラの製造方法の実施例を、図面を用い
て説明する。

第４図は１本発明の非帯電ローラの製造方法の一実施例
の実施に使用される成形型の一例と、製造工程とを併せ
て示す断面図である。

この実施例は、前記非帯電ローラ１を製造するための製
造方法である。

まず、この成形型の構成を説明する。６は、内径が複合
材料製パイプ３の外径に等しい継目なしの円筒状の型本
体、８は、中心に穿設した貫通孔へ芯金支え９を嵌入す
るとともに、上面に、複合材料製パイプ３を支持するた
めの突起８ａを形成した下型であり、この下型８と型本
体６との合わせ部には、ゲート１０を形成することがで
きるようになっている。７は、前記型本体６の上部へ型
閉めする」二型であって、この上型７の中心に穿設した
貫通孔へ芯金支え９が嵌入されている。そして、型本体
６．上型７．下型８を型閉めしたとき、その内部にキャ
ビティ１２が形成されるようになっている。

このように構成した成形型を使用して、非帯電ローラの
製造方法の一実施例を説明する。

型本体６へ下型８を装着し、その合わせ部にゲート１０
を形成する。型本体６内へ複合材料製パイプ３を挿入し
、下型８の突起８ａ上に載置する。

これにより、ゲート１０と、複合材料製パイプ３の内部
とが連通する。下型８の前記貫通孔へ芯金２の下端を挿
入し、上型７を型本体６の上面へ装着して型閉めすると
ともに、前記芯金２の」１端を固定する。

ポリウレタン発泡層を成形するための、発泡剤を含む化
学的に活性な組成物原液は、第１の原液と第２の原液と
がらなり、前記第１の原液は、有機低分子化合物に係る
、ポリオールを主成分とし、芳香族または脂肪族のアル
コールもしくはアミンにアルキレンオキシドを付加して
なるポリエーテルポリオールと、発泡剤に係る低沸点ハ
ロゲン化アルキルと、整泡剤に係るアルキレンオキシド
変性ポリジメチルシロキサンと、反応促進剤に係る触媒
とからなる組成物であり、前記第２の原液は、前記有機
低分子化合物とは異なる有機低分子化合物に係る４、４
′−ジフェニルメタンジイソシアネートである。この第
１の原液、第２の原液を、反応射出成形機のそれぞれの
タンクへ装填しておく。そして、この反応射出成形機の
ミキシングへラド１１を成形型のゲート１０へ装着する
。

型本体６を予め所定温度（たとえば、５０〜７０℃の範
囲内の所定温度）に設定し、±１℃に制御しておく。

ここで面記反応射出成形機をＯＮにすると、第１の原液
と第２の原液とがミキシングヘッド１１で衝突混合しく
原液混合圧は、たとえば、１８０〜２００ｋｇ／ｆｆ１
）、その混合液がゲート　］−０から、複合材料製パイ
プ３と芯金２との間へ射出される（たとえば、射出圧力
３〜］　Ｏｋｇ／ｄ、射出時間１〜３秒）。そして型内
で、発泡をともなう硬化反応が進行し、芯金２を中心と
してその周囲にポリウレタン発泡層５が成形される。型
開きし、成形品が離型（硬化、離型までの時間は、たと
えば１〜３分間）したのち、成形装置がＯＦＦになり、
非帯電ローラ１が得られる。

以上説明した非帯電ローラの製造方法の実施例によれば
、次の効果がある。

■、従来のゴム製のローラの製造工程で必要とした原料
混練、加硫、研削工程が不要となり、非帯電ローラ］−
を容易に且つ安価に製造することが−１５〜 できる。成形時間は、ゴム製ローラの１／１ｏ程度であ
る。◎、外周部に複合材料製パイプ３を使用したので、
継目なしローラが得られる。◎、型本体６が継目なしで
あるので、その内側へ、この型本体６と同じ高さのスリ
ーブ（図示せず）を挿入することにより、同一の型本体
６を使用して、前記スリーブの内径のみを変更するだけ
で、任意径の非帯電ローラを成形することができる。

なお、本実施例は、ポリウレタン発泡層５を反応射出成
形する場合について説明したが、ポリウレタンに限らず
、ナイロンなどの発泡層も同様にして成形することがで
きる。

このようにして得られた軽量の非帯電ローラは、各種の
ＯＡ機器などのプリンタや、電子部品搬送機に使用でき
、直径ならびに摩擦特性に大きい選択の自由度を有する
のみならず、静電気による障害を排除し、軸受への負荷
も小さく、駆動エネルギも少ないものである。また、こ
の製造方法は、従来技術と比べて、生産性に優れており
、合理的である。

一１６＝ 「発明の効果コ 以」二詳細に説明したように本発明によれば、軽量で継
目がなく、且つ寸法精度の優れた非帯電ローラと、この
非帯電ローラを安価に且つ容易に製造することができる
、非帯電ローラの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の非帯電ローラの一実施例を示す部分
断面斜視図、第２図は、この非帯電ローラの断面に沿っ
た密度分布図、第３図は、本発明の非帯電ローラの他の
実施例の複合材料製パイプを示す断面図、第４図は、本
発明の非帯電ローラの製造方法の一実施例の実施に使用
される成形型の一例と、製造工程とを併せて示す断面図
である。 １・・・非帯電ローラ、２・・・芯金、３，３Ａ・・・
複合材料製パイプ、５・・・ポリウレタン発泡層、６・
・・型本体、７・・・上型、８・・・下型、１０・・・
ゲート、１２・・・キャビティ。 代゛理人　弁理士　高橋　置去 （ばか１名） 第　７（２１ ぢ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芯金と非帯電性筒体との間に、有機高分子系発泡層
   が一体に成形されていることを特徴とする非帯電ローラ
   。 ２、非帯電性筒体を、内側に縦溝を形成した非帯電性筒
   体にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   非帯電ローラ。 ３、非帯電性筒体を、導電性素材と熱可塑性樹脂とから
   なる複合材製パイプにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の非帯電ローラ。 ４、非帯電性筒体を、導電性素材とゴムとからなる複合
   材料製パイプにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の非帯電ローラ。 ５、非帯電性筒体を、金属製パイプにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の非帯電ローラ。 ６、型閉めしたとき、キャビティとこれに接続するゲー
   トとを形成することができる、円筒状の型本体と上型、
   下型とからなる成形型の前記キャビティ内に、予め芯金
   と非帯電性筒体とを設置し、前記芯金の上、下端をそれ
   ぞれ前記上型、下型で支持した状態で、前記ゲートから
   前記芯金と非帯電性筒体との間へ、発泡剤を含む化学的
   に活性な組成物原液を射出し、該原液の発泡と硬化反応
   とを進行せしめて、有機高分子系発泡層を前記芯金、非
   帯電性筒体と一体に成形することにより非帯電ローラを
   製造することを特徴とする非帯電ローラの製造方法。 ７、組成物原液を、有機低分子化合物に発泡剤、整泡剤
   、反応促進剤を含有する第１の原液と、この第１の原液
   と化学反応して高分子を形成することができる、前記有
   機低分子化合物とは異なる有機低分子化合物を含有する
   第２の原液とを衝突混合させてなる組成物原液にしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の非帯電ロー
   ラの製造方法。