WO2015046335A1 - 導電性ロールおよびその製造方法 - Google Patents

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直明 笹木原
鵜飼　浩
可大 竹山
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住友理工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a conductive roll and a manufacturing method thereof.
  • conductive rolls are used in various fields.
  • a shaft body In the field of image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles that employ an electrophotographic system, a shaft body, an adhesive layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, and an outer peripheral surface of the adhesive layer are formed.
  • a conductive roll having a rubber elastic layer is used.
  • the conductive roll may further include a surface layer on the outer peripheral surface of the rubber elastic layer, or the surface of the rubber elastic layer may be surface-treated.
  • an epoxy adhesive is applied to the outer peripheral surface of a conductive shaft, dried and baked to form an adhesive layer, and then the shaft on which the adhesive layer is formed.
  • a method for manufacturing a conductive roll is disclosed in which a base rubber layer is formed on the outer periphery of a body by a crosslinking reaction.
  • the conventional technique has the following problems. That is, the metal shaft body, the adhesive, and the rubber elastic layer usually have different optimum bonding temperatures. Therefore, when the rubber elastic layer is formed on the shaft body through the adhesive, the temperature control is very strict, and the adhesive rolls off when the temperature condition is deviated, resulting in poor appearance of surface waviness on the resulting conductive roll. Occurs. Further, if the adhesive is peeled off when the conductive roll is used, an image defect or the like occurs, and the function cannot be fully exhibited.
  • the present invention has been made in view of the above background, and intends to provide a conductive roll having improved adhesion between a shaft body and a rubber elastic layer.
  • One embodiment of the present invention includes a shaft body having at least a metal surface, an adhesive layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, and a conductive rubber elastic layer formed on the outer peripheral surface of the adhesive layer.
  • a method for producing a conductive roll having at least Applying a phenolic resin-based adhesive to the outer peripheral surface of the shaft body, and heating and baking to form a lower layer coating film forming step, By further applying the phenol resin adhesive to the outer peripheral surface of the formed lower layer coating, an upper layer coating forming step for forming an upper layer coating, By laminating an unvulcanized rubber elastic layer forming material for forming the rubber elastic layer on the outer peripheral surface of the formed upper layer coating film, the rubber elastic layer forming material is thermally vulcanized to form the rubber.
  • a conductive layer characterized by having an elastic layer and at least a rubber elastic layer forming step of vulcanizing and bonding the rubber elastic layer and the lower layer coating film by the upper layer coating layer during the thermal vulcanization. It exists in the manufacturing method of a roll.
  • Another aspect of the present invention is a conductive roll obtained by the above-described method for producing a conductive roll.
  • Still another embodiment of the present invention includes a shaft body having at least a metal surface, an adhesive layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, and conductive rubber elasticity formed on the outer peripheral surface of the adhesive layer. And at least a layer,
  • the adhesive layer is composed of a phenol resin adhesive,
  • the conductive elastic roll is characterized in that breakage occurs from the rubber elastic layer.
  • the method for producing the conductive roll includes the lower layer coating film forming step. Thereby, the phenol resin adhesive applied to the outer peripheral surface of the shaft body is heated and cured, and a lower layer coating film firmly bonded on the shaft body is formed.
  • the manufacturing method of the said conductive roll has the said upper layer coating-film formation process. Thereby, an uncured upper layer coating film is formed on the lower layer coating film firmly bonded onto the shaft body.
  • the manufacturing method of the said conductive roll has the said rubber elastic layer formation process. As a result, the uncured upper layer coating film is cured by heat at the time of thermal vulcanization of the rubber elastic layer forming material, and the formed rubber elastic layer and the lower layer coating film are vulcanized and bonded by the upper layer coating film.
  • the manufacturing method of the said conductive roll comprises an adhesive bond layer using an upper layer coating film and a lower layer coating film, a shaft body, an adhesive bond layer, an adhesive bond layer, and a rubber elastic layer are each adhere
  • the conductive roll in which the adhesiveness between a shaft and a rubber elastic layer was improved is obtained.
  • the manufacturing method of the said conductive roll can set optimal adhesion
  • the hydroxyl group on the surface of the shaft body and the hydroxyl group due to the phenol group or the like contained in the phenol resin adhesive are bonded by hydrogen bonds and are not consumed by hydrogen bonds.
  • a lower coating film composed of a phenol resin is formed on the shaft body.
  • an uncured upper coating film is applied onto the cured lower coating film and the rubber elastic layer forming material laminated on the outer peripheral surface is heat vulcanized, the formation of the rubber elastic layer and the heat vulcanization are performed. Curing of the upper coating film occurs due to the heat of the time.
  • the same phenol resin adhesive is adhered to each other, so that they adhere to each other by mutual diffusion, or hydrogen bonds are formed between the hydroxyl groups in each coating film. Since it occurs, it is bonded with sufficient adhesive force.
  • the phenol resin-based adhesive constituting the upper layer coating film and the rubber component in the rubber elastic layer are chemically bonded (crosslinked) or adhered by mutual diffusion. By this, it is firmly vulcanized and bonded.
  • the conductive roll obtained by the above-described method for producing a conductive roll has an adhesive layer between the shaft body and the adhesive layer. It is considered that the adhesive force can be improved to such an extent that peeling does not occur between the rubber elastic layer and the rubber elastic layer, and the rubber elastic layer is broken.
  • the conductive roll is broken from the rubber elastic layer in the adhesive evaluation for forcibly peeling the rubber elastic layer from the shaft body. Therefore, the said conductive roll is excellent in the adhesiveness between a shaft body and a rubber elastic layer.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. It is explanatory drawing which showed each process of the manufacturing method of the electroconductive roll of Example 1 typically.
  • the conductive roll manufacturing method includes a shaft body having at least a metal surface, an adhesive layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, and a conductive rubber elastic layer formed on the outer peripheral surface of the adhesive layer. It is a method for manufacturing the electroconductive roll which has at least.
  • the conductive roll is a charging roll or developing unit incorporated in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, a multifunction machine, or a POD (Print On Demand) apparatus adopting an electrophotographic system. It can be a roll or the like.
  • the lower layer coating film forming step is a step of forming a lower layer coating film by applying a phenol resin adhesive to the outer peripheral surface of the shaft body and baking it by heating.
  • the shaft body one having at least a surface made of metal (including an alloy) and having a predetermined diameter and extending in the axial direction can be used.
  • metal plating is formed on a solid body (core metal) or hollow body made of a metal (including an alloy) such as stainless steel, aluminum, or iron, or a solid body or hollow body made of plastic.
  • the diameter of the shaft body can be about 4 to 10 mm.
  • the phenol resin adhesive is a resin adhesive that can be cured by heat to form a phenol resin.
  • a novolak-type and / or resol-type phenol resin-based adhesive can be used as the phenol resin-based adhesive.
  • the novolac type phenol resin adhesive is cured by heat to form a novolac type phenol resin.
  • the resol type phenolic resin adhesive is cured by heat to form a resol type phenolic resin.
  • the novolak-type and resol-type phenol resin adhesives are cured by heat to form a phenol resin containing both novolak-type and resol-type structures.
  • the phenolic resin adhesive is a novolak-type and / or resol-type phenolic resin-based adhesive
  • the ratio of the novolak-type structure to the resol-type structure adhesion to the shaft surface, rubber elasticity It becomes easy to adjust the adhesiveness to the layer, and it becomes easy to obtain a conductive roll excellent in the adhesiveness between the shaft body and the rubber elastic layer.
  • the ratio of a resol type structure is relatively large, it becomes easy to improve the adhesiveness to the shaft body surface.
  • the ratio of the resol type structure is relatively small, it becomes easy to improve the adhesion to the rubber elastic layer. From the viewpoint of making the adjustment more reliable, novolak-type and resol-type phenol resin-type adhesives can be particularly preferably used as the phenol resin-type adhesive.
  • the phenol resin-based adhesive may be a liquid composition containing monomers and oligomer components for constituting a novolak-type and / or resol-type phenol resin and an organic solvent such as methyl ethyl ketone.
  • the liquid composition may contain a curing agent such as hexamethylenetetraamine.
  • the said phenol resin adhesive may have electroconductivity by including a electrically conductive agent etc., and does not need to have electroconductivity.
  • the application can be performed by a spray method, a dipping method, a brush coating method, or the like.
  • the application is performed so that the phenol resin adhesive is not attached in a range of a certain distance from both ends of the shaft toward the center of the shaft. This is because the rubber elastic layer is formed in a roll shape along the outer peripheral surface of the shaft body with both end portions of the shaft body protruding.
  • the phenolic resin adhesive applied to the shaft body can be dried by natural drying or drying means such as hot air before heating.
  • the heating temperature is, for example, about 140 ° C. to 220 ° C., preferably about 150 ° C. to 220 ° C.
  • the heating time is from the viewpoint of improving the bakeability of the lower layer coating film on the shaft body and thermal deterioration.
  • it can be about 1 to 30 minutes, preferably about 5 to 15 minutes.
  • the film thickness of the lower coating film to be formed should be about 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably about 1 ⁇ m to 5 ⁇ m, from the viewpoints of securing adhesive strength, reducing the amount of adhesive used, manufacturing cost, and conductivity. Can do.
  • the upper layer coating film forming step is a step of forming an upper layer coating film by further applying a phenol resin adhesive to the outer peripheral surface of the formed lower layer coating film.
  • the phenol resin adhesive further applied in this step is preferably the same as the phenol resin adhesive used in the lower layer coating film forming step.
  • it since it is excellent in the adhesiveness of a lower layer coating film and an upper layer coating film, it is advantageous to the adhesive improvement between a shaft body and a rubber elastic layer.
  • the kind of phenol resin adhesive used at the time of electroconductive roll manufacture can be reduced, there also exists an advantage, such as being excellent in productivity.
  • the film thickness of the upper coating film to be formed can be about 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably about 1 ⁇ m to 7 ⁇ m, from the viewpoints of securing adhesive force, reducing the amount of adhesive used, manufacturing cost, and conductivity.
  • coating can be based on the method similar to a lower layer coating film.
  • the rubber elastic layer forming step includes laminating an unvulcanized rubber elastic layer forming material for forming a rubber elastic layer on the outer peripheral surface of the formed upper layer coating film. This is a step of forming a rubber elastic layer by heat vulcanizing the layer forming material and vulcanizing and bonding the rubber elastic layer and the lower layer coating film with the upper layer coating film during the heat vulcanization. In this step, an adhesive layer is formed between the shaft body and the rubber elastic layer.
  • the rubber elastic layer forming material can be appropriately prepared according to the use of the conductive roll to be produced.
  • the rubber elastic layer forming material may contain rubber (including an elastomer in rubber, hereinafter omitted) in order to impart rubber elasticity to the rubber elastic layer.
  • Specific examples of the rubber include acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrin rubber (ECO, CO, GECO), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and ethylene.
  • -Propylene-diene rubber (EPDM), urethane rubber (U), silicone rubber (Q) and the like can be exemplified. These can be used alone or in combination of two or more.
  • hydrin rubber As the rubber, hydrin rubber (ECO, CO, GECO) is used as a chemical with a phenol resin adhesive from the viewpoint of easy chemical bonding with a phenol resin adhesive, an SP value relatively close to phenol, ionic conductivity, and the like.
  • Acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) can be preferably used from the viewpoint of easy bonding and SP value relatively close to phenol.
  • the rubber elastic layer forming material includes carbon-based conductive materials such as carbon black, carbon nanotube, and graphite, barium titanate, c-TiO 2 , c- Electronic conductive agents such as conductive metal oxides such as ZnO, c-SnO 2 (c- means conductivity), quaternary ammonium salts, borates, perchlorates, ionic liquids, etc.
  • a conductive agent such as an ionic conductive agent can be added.
  • the rubber elastic layer forming material may contain various additives such as a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a plasticizer, a softening agent, a lubricant, a filler, a catalyst, and an antioxidant.
  • the rubber elastic layer can be formed in a roll shape on the outer peripheral surface of the upper layer coating film.
  • a rubber elastic layer is obtained by coaxially setting a shaft body having a lower layer coating film and an upper layer coating film in a hollow space in a roll molding die having a roll-shaped hollow space. Examples thereof include a method of injecting a forming material, heating and heat vulcanizing, cooling, and demolding.
  • a rubber elastic layer forming material is extruded into a roll shape on the surface of a shaft body having a lower layer coating film and an upper layer coating film, and heated to heat vulcanize.
  • the manufacturing method of the conductive roll is advantageous in that the lower layer coating film and the upper layer coating film do not flow easily due to the contact of the rubber elastic layer forming material, and it is easy to ensure a strong adhesive force between the shaft body and the rubber elastic layer. There is also.
  • the thickness of the rubber elastic layer can be appropriately adjusted according to the use of the conductive roll to be produced.
  • the thickness of the rubber elastic layer can be set to, for example, about 0.5 to 10 mm, specifically about 1 to 5 mm, and more specifically about 2 to 4 mm from the viewpoint of roll flexibility and cost. .
  • the thermal vulcanization temperature is, for example, from 120 ° C. to 200 ° C. from the viewpoint of improving the vulcanization adhesion between the rubber elastic layer and the lower layer coating film by the upper layer coating film and the degree of crosslinking of the rubber elastic layer.
  • the heat vulcanization time can be, for example, about 5 minutes to 60 minutes, preferably about 10 minutes to 45 minutes.
  • the conductive roll obtained by the manufacturing method of the said conductive roll is normally manufactured in the state which cannot understand the adhesion interface of a lower layer coating film and an upper layer coating film.
  • the method for producing the conductive roll may, for example, form a surface layer on the surface of the formed rubber elastic layer or perform a surface treatment on the surface of the formed rubber elastic layer as necessary. It can have a process etc. In addition, for example, a process of forming another rubber elastic layer on the surface of the formed rubber elastic layer may be included.
  • the conductive roll can be suitably obtained by carrying out the method for producing the conductive roll.
  • the conductive roll breaks from the rubber elastic layer in the adhesive evaluation for forcibly peeling the rubber elastic layer from the shaft body. That is, in the conductive evaluation, the conductive roll does not peel at the interface between the shaft body and the adhesive layer, or peels off at the interface between the adhesive layer and the rubber elastic layer. Destruction occurs.
  • Example 1 As shown in FIGS. 1 and 2, the conductive roll manufacturing method of this example includes a shaft body 2 having at least a metal surface, an adhesive layer 3 formed on the outer peripheral surface of the shaft body 2, and an adhesive. This is a method for producing a conductive roll 1 having at least a conductive rubber elastic layer 4 formed on the outer peripheral surface of the layer 3. In FIG. 1, the adhesive layer 3 is omitted. In this example, the conductive roll 1 is a charging roll incorporated in an electrophotographic image forming apparatus.
  • the conductive roll manufacturing method of this example applies a phenol resin adhesive to the outer peripheral surface of the shaft body 2, and heats and bakes, thereby forming the lower layer coating film 31. It has a lower layer coating film forming step to be formed. Moreover, as shown in FIG.3 (b), it has the upper layer coating-film formation process which forms the upper layer coating film 32 by further apply
  • the phenol resin adhesive applied to the outer peripheral surface of the shaft body 2 was heated and cured by the above-described lower layer coating film forming step, and was firmly bonded onto the shaft body 2.
  • a lower coating film 31 is formed.
  • the uncured upper layer coating film 32 is formed on the lower layer coating film 31 firmly bonded onto the shaft body 2 by the upper layer coating film forming step.
  • the rubber elastic layer is formed by curing the uncured upper coating film 32 by the heat during thermal vulcanization of the rubber elastic layer forming material in the rubber elastic layer forming step.
  • the manufacturing method of the electroconductive roll of this example comprises the adhesive bond layer 3 using the upper layer coating film 32 and the lower layer coating film 31, the shaft body 2, the adhesive layer 3, the adhesive layer 3, and rubber
  • the elastic layer 4 can be bonded at an optimal bonding temperature for each bonding. As described above, according to the method for producing a conductive roll of this example, the conductive roll 1 having improved adhesion between the shaft body 2 and the rubber elastic layer 4 can be obtained.
  • the manufacturing method of the conductive roll of this example adjusts the ratio of the novolac type structure and the resol type structure to bring the adhesiveness to the surface of the shaft body 2 and the adhesiveness to the rubber elastic layer 4 to the optimum ranges. It is easy to adjust, and there is an advantage that it is easy to obtain the conductive roll 1 having excellent adhesion between the shaft body 2 and the rubber elastic layer 4.
  • the conductive roll of this example includes a shaft body 2 having at least a metal surface, an adhesive layer 3 formed on the outer peripheral surface of the shaft body 2, and an adhesive layer 3. It has at least a conductive rubber elastic layer 4 formed on the outer peripheral surface.
  • the adhesive layer 3 is made of a phenol resin adhesive.
  • the rubber elastic layer 4 is broken in the adhesive evaluation in which the rubber elastic layer 4 is forcibly peeled off from the shaft body 2. Therefore, the conductive roll 1 of this example is excellent in the adhesiveness between the shaft body 2 and the rubber elastic layer 4.
  • NBR acrylonitrile-butadiene rubber
  • lubricant stearic acid
  • sulfur vulcanizing agent
  • zinc white vulcanization aid
  • an aging agent 0.3 parts by weight of an anti-aging agent (“NOCRACK NS-6”, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
  • NOCRACK NS-6 an anti-aging agent
  • a vulcanization accelerator Noxeller DM”, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • Noxeller TRA manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • each formed lower layer coating film was further applied to the outer peripheral surface of each formed lower layer coating film to form each upper layer coating film having the film thickness shown in Table 1 and Table 2.
  • a roll molding die having a roll-shaped hollow space was prepared, and a core metal having a predetermined lower layer coating film and an upper layer coating film was set so as to be coaxial with the hollow space.
  • a core metal having a predetermined lower layer coating film and an upper layer coating film was set so as to be coaxial with the hollow space.
  • either the rubber elastic layer forming material (1) or the rubber elastic layer forming material (2) is injected and injected into the hollow space in which the metal core is set at 180 ° C. Heat vulcanized for 30 minutes.
  • Each rubber elastic layer (thickness 2 mm) was formed by the thermal vulcanization, and each rubber elastic layer and each lower layer coating film were vulcanized and bonded to each upper layer coating film during the above heat vulcanization. Then, it cooled and demolded.
  • the conductive rolls of Samples 17 to 23 were obtained in the same manner as the preparation of the conductive rolls of Samples 1 to 16, except that the upper layer coating film was not formed.
  • the conductive roll of Sample 24 was formed in the same manner as the preparation of the conductive rolls of Samples 1 to 16 except that the lower coating film was formed without performing the above baking (the upper coating film was uncured). Obtained.
  • Adhesion evaluation About each electroconductive roll sample, the adhesive evaluation which peels off a rubber elastic layer from a core metal was performed.
  • the case where the rubber elastic layer was broken was designated as “A” because the adhesion between the metal core and the rubber elastic layer was excellent and the adhesion was improved.
  • the rubber elastic layer is peeled off, no damage occurs from the rubber elastic layer, and the case where the metal core breaks between the metal core and the adhesive layer or between the adhesive layer and the rubber elastic layer.
  • C because the adhesion between the rubber elastic layer and the rubber elastic layer was poor and the adhesion was not improved.
  • Tables 1 and 2 summarize the detailed production conditions and the results of adhesion evaluation of the conductive roll sample.
  • the conductive rolls of Sample 17 to Sample 23 are manufactured by baking a phenol resin adhesive applied to a core metal and then forming a rubber elastic layer without applying a phenol resin adhesive. ing. Therefore, the adhesiveness between the cored bar and the rubber elastic layer is poor.
  • the conductive roll of the sample 24 is manufactured by applying a phenol resin adhesive and baking a rubber elastic layer without baking the phenol resin adhesive applied to the core metal. Therefore, the adhesiveness between the cored bar and the adhesive is poor.
  • the conductive rolls of Sample 1 to Sample 16 are manufactured through the lower layer coating film forming step, the upper layer coating layer forming step, and the rubber elastic layer forming step defined in the present invention. Therefore, when the rubber elastic layer is forcibly peeled off from the core metal in the adhesive evaluation, no peeling occurs between the core metal and the adhesive layer and between the adhesive layer and the rubber elastic layer. Thus, each conductive roll having an adhesive force high enough to cause breakage was obtained. From this, it was confirmed that according to the manufacturing method of the electroconductive roll prescribed

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Abstract

　軸体２の外周面にフェノール樹脂系接着剤を塗布し、加熱して焼付けることにより、下層塗膜３１を形成する。形成された下層塗膜３１の外周面にフェノール樹脂系接着剤をさらに塗布することにより、上層塗膜３２を形成する。形成された上層塗膜３２の外周面にゴム弾性層４を形成するための未加硫のゴム弾性層形成用材料を積層し、ゴム弾性層形成用材料を熱加硫することによりゴム弾性層４を形成するとともに、熱加硫時に、ゴム弾性層４と下層塗膜３１とを上層塗膜３２にて加硫接着する。

Description

導電性ロールおよびその製造方法
　本発明は、導電性ロールおよびその製造方法に関する。
　従来、様々な分野において導電性ロールが用いられている。例えば、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置の分野では、軸体と、軸体の外周面に形成された接着剤層と、接着剤層の外周面に形成されたゴム弾性層とを備えた導電性ロールが用いられている。上記導電性ロールは、さらに、ゴム弾性層の外周面に表層を備える場合や、ゴム弾性層の表面が表面処理される場合もある。
　なお、先行する特許文献１には、導電性の軸体の外周面にエポキシ系接着剤を塗布し、乾燥および焼付けを施して接着剤層を形成した後、この接着剤層が形成された軸体の外周に、架橋反応によりベースゴム層を形成する導電性ロールの製造方法が開示されている。
特開２００４－２７０８３９号公報
　しかしながら、従来技術は、以下の点で問題がある。すなわち、金属製の軸体、接着剤およびゴム弾性層は、通常、最適な接着温度がいずれも異なっている。そのため、軸体に接着剤を介してゴム弾性層を形成する際に、温度管理が非常に厳しく、温度条件がずれると接着剤の剥がれが発生し、得られる導電性ロールに表面うねりの外観不良が発生する。また、導電性ロールの使用時に接着剤の剥がれが発生すると、画像不具合等が発生し、その機能を十分に発揮することができなくなる。
　本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、軸体とゴム弾性層との間の接着性が向上された導電性ロールを提供しようとするものである。
　本発明の一態様は、少なくとも表面が金属である軸体と、該軸体の外周面に形成された接着剤層と、該接着剤層の外周面に形成された導電性のゴム弾性層とを少なくとも有する導電性ロールの製造方法であって、
　上記軸体の外周面にフェノール樹脂系接着剤を塗布し、加熱して焼付けることにより、下層塗膜を形成する下層塗膜形成工程と、
　形成された上記下層塗膜の外周面に上記フェノール樹脂系接着剤をさらに塗布することにより、上層塗膜を形成する上層塗膜形成工程と、
　形成された上記上層塗膜の外周面に上記ゴム弾性層を形成するための未加硫のゴム弾性層形成用材料を積層し、該ゴム弾性層形成用材料を熱加硫することにより上記ゴム弾性層を形成するとともに、上記熱加硫時に、上記ゴム弾性層と上記下層塗膜とを上記上層塗膜にて加硫接着するゴム弾性層形成工程とを少なくとも有することを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。
　本発明の他の態様は、上記導電性ロールの製造方法により得られる導電性ロールにある。
　本発明のさらに他の態様は、少なくとも表面が金属である軸体と、該軸体の外周面に形成された接着剤層と、該接着剤層の外周面に形成された導電性のゴム弾性層とを少なくとも有し、
　上記接着剤層は、フェノール樹脂系接着剤より構成されており、
　上記ゴム弾性層を上記軸体から強制的に剥がす接着性評価において、上記ゴム弾性層から破壊が生じることを特徴とする導電性ロールにある。
　上記導電性ロールの製造方法は、上記下層塗膜形成工程を有している。これにより、軸体の外周面に塗布されたフェノール樹脂系接着剤が加熱、硬化し、軸体上に強固に接着された下層塗膜が形成される。上記導電性ロールの製造方法は、上記上層塗膜形成工程を有している。これにより、軸体上に強固に接着された下層塗膜上に未硬化の上層塗膜が形成される。上記導電性ロールの製造方法は、上記ゴム弾性層形成工程を有している。これにより、ゴム弾性層形成用材料の熱加硫時の熱によって未硬化の上層塗膜が硬化し、形成されたゴム弾性層と下層塗膜とが上層塗膜にて加硫接着される。また、上記導電性ロールの製造方法は、上層塗膜と下層塗膜とを用いて接着剤層を構成するので、軸体と接着剤層、接着剤層とゴム弾性層とを、それぞれの接着に最適な接着温度にて接着することができる。以上により、上記導電性ロールの製造方法によれば、軸体とゴム弾性層との間の接着性が向上された導電性ロールが得られる。
　また、上記導電性ロールの製造方法は、上記の通り、最適な接着温度を設定することができるので、比較的膜厚の薄い接着剤層であっても高い接着力を確保することができる。また、上記導電性ロールの製造方法は、接着剤層の膜厚を比較的薄く形成できるため、接着剤使用量を削減できる利点もある。
　上記のように軸体とゴム弾性層との間の接着性が向上された導電性ロールを得ることができるメカニズムは、下記によるものと推定される。
　すなわち、上記下層塗膜形成工程において、軸体表面にあるヒドロキシル基と、フェノール樹脂系接着剤に含まれるフェノール基等によるヒドロキシル基とが水素結合により結合するとともに、水素結合で消費されていないフェノール樹脂系接着剤中のヒドロキシル基が縮合反応することにより、軸体上にフェノール樹脂より構成される下層塗膜が形成される。そして、この硬化した下層塗膜上に未硬化の上層塗膜が塗布され、その外周面に積層されたゴム弾性層形成用材料が熱加硫されると、ゴム弾性層の形成と熱加硫時の熱による上層塗膜の硬化が生じる。この際、下層塗膜と上層塗膜との間は、同じフェノール樹脂系接着剤同士の接着になるので相互拡散によって互いになじんで密着したり、各塗膜中のヒドロキシル基の間で水素結合を生じたりするため、十分な接着力で接着される。一方、上層塗膜とゴム弾性層との間は、上層塗膜を構成するフェノール樹脂系接着剤とゴム弾性層中のゴム成分とが化学結合（架橋）したり、相互拡散により密着したりすることによって強固に加硫接着される。以上により、上記導電性ロールの製造方法により得られる導電性ロールは、接着性評価においてゴム弾性層を軸体から強制的に剥がした場合に、軸体と接着剤層との間、接着剤層とゴム弾性層との間で剥離が生じず、ゴム弾性層から破壊が生じるほどに接着力を向上させることができるものと考えられる。
　上記導電性ロールは、上記ゴム弾性層を上記軸体から強制的に剥がす接着性評価において、ゴム弾性層から破壊が生じる。そのため、上記導電性ロールは、軸体とゴム弾性層との間の接着性に優れる。
実施例１の導電性ロールの製造方法により製造される導電性ロールの概略構成を模式的に示した斜視図である。 図１におけるＩＩ－ＩＩ断面図である。 実施例１の導電性ロールの製造方法の各工程を模式的に示した説明図である。
　上記導電性ロールの製造方法について説明する。上記導電性ロールの製造方法は、少なくとも表面が金属である軸体と、軸体の外周面に形成された接着剤層と、接着剤層の外周面に形成された導電性のゴム弾性層とを少なくとも有する導電性ロールを製造するための方法である。
　上記導電性ロールは、具体的には、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリ、複合機、ＰＯＤ（Print On Demand）装置等、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる帯電ロールや現像ロールなどとすることができる。
　上記導電性ロールの製造方法において、下層塗膜形成工程は、軸体の外周面にフェノール樹脂系接着剤を塗布し、加熱して焼付けることにより、下層塗膜を形成する工程である。
　上記軸体としては、少なくとも表面が金属（合金含む）であり、所定の直径にて軸方向に長く形成されたものを用いることができる。軸体としては、具体的には、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属（合金含む）からなる中実体（芯金）や中空体、プラスチックからなる中実体や中空体に金属めっきが形成されたものなどを例示することができる。なお、軸体の直径は、４～１０ｍｍ程度とすることができる。
　上記フェノール樹脂系接着剤は、熱により硬化してフェノール樹脂を構成することが可能な樹脂接着剤である。上記フェノール樹脂系接着剤としては、ノボラック型および／またはレゾール型のフェノール樹脂系接着剤を用いることができる。なお、ノボラック型のフェノール樹脂系接着剤は、熱により硬化してノボラック型フェノール樹脂が構成される。レゾール型のフェノール樹脂系接着剤は、熱により硬化してレゾール型フェノール樹脂が構成される。ノボラック型およびレゾール型のフェノール樹脂系接着剤は、熱により硬化してノボラック型とレゾール型の両方の構造を含むフェノール樹脂が構成される。
　上記フェノール樹脂系接着剤がノボラック型および／またはレゾール型のフェノール樹脂系接着剤である場合は、ノボラック型構造とレゾール型構造の比率を調整することにより、軸体表面への接着性、ゴム弾性層への接着性を調整しやすくなり、軸体とゴム弾性層との間の接着性に優れた導電性ロールを得やすくなる。なお、レゾール型構造の比率が相対的に大きい場合は、軸体表面への接着性を向上させやすくなる。一方、レゾール型構造の比率が相対的に小さい場合は、ゴム弾性層への接着性を向上させやすくなる。上記フェノール樹脂系接着剤は、上記調整をより確実なものにする観点から、ノボラック型およびレゾール型のフェノール樹脂系接着剤を特に好適に用いることができる。
　上記フェノール樹脂系接着剤は、具体的には、ノボラック型および／またはレゾール型のフェノール樹脂を構成するためのモノマーやオリゴマー成分と、メチルエチルケトン等の有機溶剤とを含む液状組成物を用いることができる。上記液状組成物には、他にもヘキサメチレンテトラアミン等の硬化剤を含むことができる。なお、上記フェノール樹脂系接着剤は、導電剤を含むことなどによって導電性を有していてもよいし、導電性を有していなくてもよい。
　上記塗布は、スプレー法、浸漬法、刷毛塗り法等によって行うことができる。また、上記塗布は、軸体の両端部から軸中央部に向かって一定距離の範囲にフェノール樹脂系接着剤が付かないように行われる。軸体の両端部を突出させた状態で、軸体の外周面に沿ってロール状にゴム弾性層を形成するためである。なお、軸体に塗布したフェノール樹脂系接着剤は、加熱する前に、自然乾燥あるいは熱風等の乾燥手段等によって乾燥させることができる。
　上記焼付けにおいて、軸体への下層塗膜の焼付け性向上、熱劣化などの観点から、加熱温度は、例えば、１４０℃～２２０℃程度、好ましくは、１５０℃～２２０℃程度、加熱時間は、例えば、１分～３０分程度、好ましくは、５分～１５分程度とすることができる。また、形成する下層塗膜の膜厚は、接着力確保、接着剤使用量の削減、製造コスト、導電性などの観点から、０．１μｍ～１０μｍ程度、好ましくは、１μｍ～５μｍ程度とすることができる。
　上記導電性ロールの製造方法において、上層塗膜形成工程は、形成された下層塗膜の外周面にフェノール樹脂系接着剤をさらに塗布することにより、上層塗膜を形成する工程である。
　本工程でさらに塗布するフェノール樹脂系接着剤は、上記下層塗膜形成工程にて用いたフェノール樹脂系接着剤と同じものを用いることが好ましい。この場合は、下層塗膜と上層塗膜との接着性に優れるので、軸体とゴム弾性層との間の接着性向上に有利である。また、導電性ロール製造時に使用するフェノール樹脂系接着剤の種類を削減することができるので、生産性に優れるなどの利点もある。
　形成する上層塗膜の膜厚は、接着力確保、接着剤使用量の削減、製造コスト、導電性などの観点から、０．１μｍ～１０μｍ程度、好ましくは、１μｍ～７μｍ程度とすることができる。なお、上記塗布は、下層塗膜と同様の方法によることができる。
　上記導電性ロールの製造方法において、ゴム弾性層形成工程は、形成された上層塗膜の外周面にゴム弾性層を形成するための未加硫のゴム弾性層形成用材料を積層し、ゴム弾性層形成用材料を熱加硫することによりゴム弾性層を形成するとともに、熱加硫時に、ゴム弾性層と下層塗膜とを上層塗膜にて加硫接着する工程である。本工程にて、軸体とゴム弾性層との間に接着剤層が構成される。
　上記ゴム弾性層形成用材料は、製造する導電性ロールの用途に応じて適宜調製することが可能である。もっとも、上記ゴム弾性層形成用材料は、ゴム弾性層にゴム弾性を付与するためにゴム（ゴムにはエラストマー含む、以下省略）を含有することができる。上記ゴムとしては、具体的には、例えば、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ、ＧＥＣＯ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。上記ゴムとしては、フェノール樹脂系接着剤と化学結合させやすい、ＳＰ値がフェノールと比較的近い、イオン導電性などの観点から、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ、ＧＥＣＯ）を、フェノール樹脂系接着剤と化学結合させやすい、ＳＰ値がフェノールと比較的近いなどの観点から、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を好適に用いることができる。
　なお、形成されるゴム弾性層に導電性を付与するため、ゴム弾性層形成用材料には、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素系導電材料、チタン酸バリウム、ｃ－ＴｉＯ２、ｃ－ＺｎＯ、ｃ－ＳｎＯ２（ｃ－は導電性を意味する。）等の導電性の金属酸化物などといった電子導電剤や、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、過塩素酸塩、イオン液体などといったイオン導電剤等の導電剤を添加することができる。その他、ゴム弾性層形成用材料には、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、軟化剤、滑剤、フィラー、触媒、酸化防止剤などの各種添加剤を含むことができる。
　上記ゴム弾性層は、具体的には、上層塗膜の外周面にロール状に形成することができる。ゴム弾性層の形成方法としては、具体的には、ロール状の中空空間を備えるロール成形金型における中空空間に、下層塗膜および上層塗膜を有する軸体を同軸にセットしてゴム弾性層形成用材料を注入し、加熱して熱加硫した後、冷却、脱型する方法などを例示することができる。また、他にも、ゴム弾性層の形成方法としては、下層塗膜および上層塗膜を有する軸体の表面に、ゴム弾性層形成用材料をロール状に押し出し成形し、加熱して熱加硫する方法などを例示することができる。なお、下層塗膜は、焼付けによって軸体に強固に接着しており、下層塗膜と上層塗膜とは接着剤同士であるのでなじみがよい。そのため、上記導電性ロールの製造方法は、ゴム弾性層形成用材料の接触によって下層塗膜および上層塗膜が流れ難く、軸体とゴム弾性層との間の強固な接着力を確保しやすい利点もある。
　上記ゴム弾性層の厚みは、製造する導電性ロールの用途に応じて適宜調整することが可能である。ゴム弾性層の厚みは、ロールの柔軟性、コストなどの観点から、例えば、０．５～１０ｍｍ程度、具体的には１～５ｍｍ程度、より具体的には２～４ｍｍ程度とすることができる。
　上記熱加硫において、上層塗膜によるゴム弾性層と下層塗膜との加硫接着性の向上、ゴム弾性層の架橋度向上などの観点から、熱加硫温度は、例えば、１２０℃～２００℃程度、好ましくは、１４０℃～１８０℃程度、熱加硫時間は、例えば、５分～６０分程度、好ましくは、１０分～４５分程度とすることができる。
　なお、上記導電性ロールの製造方法により得られる導電性ロールは、通常、下層塗膜と上層塗膜の接着界面がわからない状態となって製造される。
　上記導電性ロールの製造方法は、上記工程以外にも、例えば、必要に応じて、形成されたゴム弾性層の表面に表層を形成したり、形成されたゴム弾性層の表面に表面処理を施す工程などを有することができる。また例えば、形成されたゴム弾性層の表面にさらに別のゴム弾性層を形成する工程を有することもできる。
　次に、上記導電性ロールについて説明する。
　上記導電性ロールは、上記導電性ロールの製造方法を実施することによって好適に得ることができる。上記導電性ロールは、ゴム弾性層を軸体から強制的に剥がす接着性評価において、ゴム弾性層から破壊が生じる。つまり、上記導電性ロールは、接着性評価において、軸体と接着剤層との界面で剥離が生じたり、接着剤層とゴム弾性層との界面で剥離が生じたりせず、ゴム弾性層から破壊が生じる。
　なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
　以下、実施例の導電性ロールの製造方法、導電性ロールについて、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。
（実施例１）
　本例の導電性ロールの製造方法は、図１、図２に示すように、少なくとも表面が金属である軸体２と、軸体２の外周面に形成された接着剤層３と、接着剤層３の外周面に形成された導電性のゴム弾性層４とを少なくとも有する導電性ロール１を製造する方法である。なお、図１では、接着剤層３は省略されている。本例では、導電性ロール１は、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる帯電ロールである。
　本例の導電性ロールの製造方法は、図３（ａ）に示すように、軸体２の外周面にフェノール樹脂系接着剤を塗布し、加熱して焼付けることにより、下層塗膜３１を形成する下層塗膜形成工程を有している。また、図３（ｂ）に示すように、形成された下層塗膜３１の外周面にフェノール樹脂系接着剤をさらに塗布することにより、上層塗膜３２を形成する上層塗膜形成工程を有している。また、図３（ｃ）に示すように、形成された上層塗膜３２の外周面にゴム弾性層４を形成するための未加硫のゴム弾性層形成用材料を積層し、ゴム弾性層形成用材料を熱加硫することによりゴム弾性層４を形成するとともに、熱加硫時に、ゴム弾性層４と下層塗膜３１とを上層塗膜３２にて加硫接着するゴム弾性層形成工程を有している。
　本例の導電性ロールの製造方法は、上記下層塗膜形成工程により、軸体２の外周面に塗布されたフェノール樹脂系接着剤が加熱、硬化し、軸体２上に強固に接着された下層塗膜３１が形成される。本例の導電性ロールの製造方法は、上記上層塗膜形成工程により、軸体２上に強固に接着された下層塗膜３１上に未硬化の上層塗膜３２が形成される。本例の導電性ロールの製造方法は、上記ゴム弾性層形成工程により、ゴム弾性層形成用材料の熱加硫時の熱によって未硬化の上層塗膜３２が硬化し、形成されたゴム弾性層４と下層塗膜３１とが上層塗膜３２にて加硫接着される。また、本例の導電性ロールの製造方法は、上層塗膜３２と下層塗膜３１とを用いて接着剤層３を構成するので、軸体２と接着剤層３、接着剤層３とゴム弾性層４とを、それぞれの接着に最適な接着温度にて接着することができる。以上により、本例の導電性ロールの製造方法によれば、軸体２とゴム弾性層４との間の接着性が向上された導電性ロール１が得られる。
　また、本例の導電性ロールの製造方法は、フェノール樹脂系接着剤として、ノボラック型および／またはレゾール型のフェノール樹脂系接着剤を用いている。そのため、本例の導電性ロールの製造方法は、ノボラック型構造とレゾール型構造の比率を調整することにより、軸体２表面への接着性、ゴム弾性層４への接着性を最適な範囲に調整しやすくなり、軸体２とゴム弾性層４との間の接着性に優れた導電性ロール１を得やすい利点がある。
（実施例２）
　本例の導電性ロールは、図１、図２に示すように、少なくとも表面が金属である軸体２と、軸体２の外周面に形成された接着剤層３と、接着剤層３の外周面に形成された導電性のゴム弾性層４とを少なくとも有している。接着剤層３は、フェノール樹脂系接着剤より構成されている。そして、本例の導電性ロール１は、ゴム弾性層４を軸体２から強制的に剥がす接着性評価において、ゴム弾性層４から破壊が生じる。そのため、本例の導電性ロール１は、軸体２とゴム弾性層４との間の接着性に優れる。
　以下、実験例を用いて詳細に説明する。
（ゴム弾性層形成用材料の調製）
　ヒドリンゴム（「ＨｙｄｒｉｎＴ３１０６」、日本ゼオン社製）１００質量部と、ステアリン酸（滑材）１質量部と、硫黄（加硫剤）１質量部と、ハイドロタルサイト類化合物（受酸剤）（協和化学工業社製、「ＤＨＴ－４Ａ」）５質量部と、亜鉛華（加硫助剤）５質量部と、老化防止剤（「ノクラックＮＳ－６」、大内新興化学社製）０．３質量部と、加硫促進剤（「ノクセラーＤＭ」、大内新興化学社製）１．０質量部とを配合し、ロールを用いて混練することにより、ゴム弾性層形成用材料（１）を調製した。
　アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）（「ＤＮ２１９」、日本ゼオン社製）１００質量部と、ステアリン酸（滑材）１質量部と、硫黄（加硫剤）１質量部と、亜鉛華（加硫助剤）５質量部と、老化防止剤（「ノクラックＮＳ－６」、大内新興化学社製）０．３質量部と、加硫促進剤（「ノクセラーＤＭ」、大内新興化学社製）１．０質量部と、加硫促進剤（「ノクセラーＴＲＡ」、大内新興化学社製）０．５質量部とを配合し、ロールを用いて混練することにより、ゴム弾性層形成用材料（２）を調製した。
（導電性ロール試料の作製）
　直径８ｍｍの芯金の外周面に、フェノール樹脂系接着剤（東洋化学研究所社製、「メタロックＵＢ」）をスプレー塗布し、常温乾燥後、表１および表２に示す各加熱温度、加熱時間にて焼付けることにより、表１および表２に示す膜厚を有する各下層塗膜を形成した。なお、上記接着剤に代えて、ロード・ファー・イースト社製、「ケムロック２０５」等を用いることもできる。
　次いで、形成された各下層塗膜の外周面に、上記と同じフェノール樹脂系接着剤をさらに塗布することにより、表１および表２に示す膜厚を有する各上層塗膜を形成した。
　次いで、ロール状の中空空間を備えるロール成形金型を準備し、中空空間と同軸となるように所定の下層塗膜および上層塗膜を有する芯金をセットした。この芯金をセットした中空空間に、表１および表２に示すようにゴム弾性層形成用材料（１）またはゴム弾性層形成用材料（２）のいずれかを射出注入し、１８０℃にて３０分間熱加硫した。そして当該熱加硫により各ゴム弾性層（厚み２ｍｍ）を形成するとともに、上記熱加硫時に、各ゴム弾性層と各下層塗膜とを各上層塗膜にて加硫接着した。その後、冷却、脱型した。これにより、軸体としての芯金と、芯金の外周面に形成された接着剤層と、接着剤層の外周面に形成された導電性のゴム弾性層とを有する試料１～１６の導電性ロールを得た。なお、下層塗膜と上層塗膜とによって形成された接着剤層は、各塗膜の境界の跡が確認できない状態であった。
　なお、比較のため、上層塗膜の形成を行わなかった以外は、試料１～１６の導電性ロールの作製と同様にして、試料１７～２３の導電性ロールを得た。
　また、上記焼付けを行うことなく（上層塗膜は未硬化のまま）下層塗膜を形成した点以外は、試料１～１６の導電性ロールの作製と同様にして、試料２４の導電性ロールを得た。
（接着性評価）
　各導電性ロール試料について、ゴム弾性層を芯金から強制的に剥がす接着性評価を行った。ゴム弾性層を剥がしたときに、ゴム弾性層から破壊が生じた場合を、芯金とゴム弾性層との間の接着性に優れ、接着性が向上されているとして「Ａ」とした。一方、ゴム弾性層を剥がしたときに、ゴム弾性層から破壊が生じず、芯金と接着剤層との間、あるいは接着剤層とゴム弾性層との間にて破壊した場合を、芯金とゴム弾性層との間の接着性が悪く、接着性が向上されていないとして「Ｃ」とした。
　表１および表２に、導電性ロール試料の詳細な製造条件、接着性評価の結果をまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表１および表２によれば、以下のことがわかる。すなわち、試料１７～試料２３の導電性ロールは、芯金に塗布したフェノール樹脂系接着剤を焼付けした後、さらにフェノール樹脂系接着剤を塗布することなく、ゴム弾性層を形成することによって作製されている。そのため、芯金とゴム弾性層との間の接着性が悪い。
　また、試料２４の導電性ロールは、芯金に塗布したフェノール樹脂系接着剤を焼付けすることなく、さらにフェノール樹脂系接着剤を塗布し、ゴム弾性層を形成することによって作製されている。そのため、芯金と接着剤との間の接着性が悪い。
　これらに対し、試料１～試料１６の導電性ロールは、本発明で規定される下層塗膜形成工程、上層塗膜形成工程、ゴム弾性層形成工程を経て作製されている。そのため、接着性評価においてゴム弾性層を芯金から強制的に剥がした場合に、芯金と接着剤層との間、接着剤層とゴム弾性層との間で剥離が生じず、ゴム弾性層から破壊が生じるほどに高い接着力を有する各導電性ロールが得られた。このことから、本発明に規定される導電性ロールの製造方法によれば、軸体とゴム弾性層との間の接着性が向上された導電性ロールが得られることが確認された。
　以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。

Claims (3)

  1. 　少なくとも表面が金属である軸体と、該軸体の外周面に形成された接着剤層と、該接着剤層の外周面に形成された導電性のゴム弾性層とを少なくとも有する導電性ロールの製造方法であって、
    　上記軸体の外周面にフェノール樹脂系接着剤を塗布し、加熱して焼付けることにより、下層塗膜を形成する下層塗膜形成工程と、
    　形成された上記下層塗膜の外周面に上記フェノール樹脂系接着剤をさらに塗布することにより、上層塗膜を形成する上層塗膜形成工程と、
    　形成された上記上層塗膜の外周面に上記ゴム弾性層を形成するための未加硫のゴム弾性層形成用材料を積層し、該ゴム弾性層形成用材料を熱加硫することにより上記ゴム弾性層を形成するとともに、上記熱加硫時に、上記ゴム弾性層と上記下層塗膜とを上記上層塗膜にて加硫接着するゴム弾性層形成工程とを少なくとも有することを特徴とする導電性ロールの製造方法。
  2. 　請求項１に記載の導電性ロールの製造方法により得られる導電性ロール。
  3. 　少なくとも表面が金属である軸体と、該軸体の外周面に形成された接着剤層と、該接着剤層の外周面に形成された導電性のゴム弾性層とを少なくとも有し、
    　上記接着剤層は、フェノール樹脂系接着剤より構成されており、
    　上記ゴム弾性層を上記軸体から強制的に剥がす接着性評価において、上記ゴム弾性層から破壊が生じることを特徴とする導電性ロール。
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