(57)【要約】【課題】耐久性及び表面性に優れたゴムロールの製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】芯金の外周に弾性層を具備するゴムロールの製造方法であって、前記芯金の外周にハロゲンを有さないゴム基材を含むゴム組成物を硬化させて弾性体を成形する工程と、前記弾性体の軸方向端部を加工する工程と、加工された弾性体を具備する前記芯金をめっき処理する工程と、めっき処理後に前記弾性体の表面を研磨して弾性層とする工程とを具備する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金の外周に弾性層を具備するゴムロールの製造方法であって、前記芯金の外周にハロゲンを有さないゴム基材を含むゴム組成物を硬化させて弾性体を成形する工程と、前記弾性体の軸方向端部を加工する工程と、加工した弾性体を具備する前記芯金をめっき処理する工程と、めっき処理後に前記弾性体の表面を研磨して弾性層とする工程とを具備することを特徴とするゴムロールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のゴムロールの製造方法において、前記ゴム基材として、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ポリウレタンゴム、シリコーンゴムからなる群から選択される少なくとも１つを用いることを特徴とするゴムロールの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のゴムロールの製造方法において、前記弾性層にイソシアネート化合物を含有する表面処理液を用いて含浸処理することにより、当該弾性層の表層部に表面処理層を設ける工程を具備することを特徴とするゴムロールの製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のゴムロールの製造方法において、前記弾性層の表面にコート層を設ける工程を具備することを特徴とするゴムロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動改札機、現金預金支払機、両替機、プリンター、複写機等において用いるゴムロールの製造方法に関し、かかるゴムロールは、特に電子写真式複写機及びプリンター、またはトナージェット式複写機及びプリンター等の画像形成装置に用いられる帯電ロール、転写ロール、現像ロール、トナー供給ロール、クリーニングロール等の導電性ゴムロールとして好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式複写機及びプリンターなどの画像形成装置に用いられるゴムロールの芯金は、防錆を目的としてめっきが施されている。しかしながら、ゴムを芯金につける際に、メッキ処理部を剥がす加工を行うことがあった。また、芯金の外周に形成した弾性層を所定の大きさに突っ切りする際に、芯金の表面に傷がつき、長期間使用すると芯金に錆が発生するなどの問題があった。
【０００３】
そこで、めっきせずに先にゴム部と金属部とを加硫接着して成形品とし、この段階で仕上げ工程を行い、その後に最終工程としてメッキ処理を施すというゴム金属一体成形品の後メッキ処理方法が提案されている（特許文献１）。しかしながら、特許文献１の実施例で製造されるクロロプレンゴムからなるゴム成形品は、芯金に錆が発生するという問題があった。また、所望のゴムロール特性が得られなかった。
【特許文献１】特開平２−０６６１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑み、耐久性及び表面性に優れたゴムロールの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、芯金の外周に弾性層を具備するゴムロールの製造方法であって、前記芯金の外周にハロゲンを有さないゴム基材を含むゴム組成物を硬化させて弾性体を成形する工程と、前記弾性体の軸方向端部を加工する工程と、加工した弾性体を具備する前記芯金をめっき処理する工程と、めっき処理後に前記弾性体の表面を研磨して弾性層とする工程とを具備することを特徴とするゴムロールの製造方法にある。
【０００６】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のゴムロールの製造方法において、前記ゴム基材として、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ポリウレタンゴム、シリコーンゴムからなる群から選択される少なくとも１つを用いることを特徴とするゴムロールの製造方法にある。
【０００７】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載のゴムロールの製造方法において、前記弾性層にイソシアネート化合物を含有する表面処理液を用いて含浸処理することにより、当該弾性層の表層部に表面処理層を設ける工程を具備することを特徴とするゴムロールの製造方法にある。
【０００８】
本発明の第４の態様は、第１又は第２の態様に記載のゴムロールの製造方法において、前記弾性層の表面にコート層を設ける工程を具備することを特徴とするゴムロールの製造方法にある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、耐久性及び表面性に優れたゴムロールの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明にかかるゴムロールの製造方法は、芯金の外周に弾性層を具備するゴムロールの製造方法であって、芯金の外周にハロゲンを有さないゴム基材を含むゴム組成物を硬化させて弾性体を成形する工程と、弾性体の軸方向端部を加工する工程と、加工した弾性体を具備する芯金をめっき処理する工程と、めっき処理後に弾性体の表面を研磨して弾性層とする工程とを具備する。前述した工程を具備することにより、芯金の錆が防止されて耐久性に優れたゴムロールを製造することができる。また、弾性層の表面性に優れたゴムロールを製造することができる。
【００１１】
本発明のゴムロールの製造方法により製造されるゴムロールは、芯金の外周に弾性層を具備するものである。かかるゴムロールの芯金は、弾性層により被覆されている覆部が無めっき、弾性層に被覆されていない露出部がめっきされたものとなっている。このゴムロールは、弾性層の表層部に表面処理層を具備していてもよく、弾性層の表面にコート層を具備していてもよい。
【００１２】
以下、本発明のゴムロールの製造方法について説明する。
【００１３】
まず、芯金の外周にハロゲンを有さないゴム基材を含むゴム組成物を硬化させて弾性体を成形する。
【００１４】
芯金としては、ＳＵＭ、ＳＵＳ、アルミ等が挙げられる。
【００１５】
ここで用いるゴム基材は、ハロゲンを有さないものであれば特に限定されないが、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、
エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）が挙げられる。これらのゴム基材は併用してもよく、用途・目的に応じて、種類、組み合わせを適宜選択する。ハロゲンを有さないゴム基材を用いて弾性体を成形することにより、芯金が錆びるのを防止することができる。ハロゲンを有するゴム基材を用いて弾性体を成形すると、ハロゲンにより芯金が酸化されてしまう。
【００１６】
上述したゴム基材に、必要に応じて、導電性付与剤、発泡剤、発泡助剤、加硫剤、加硫促進剤、充填剤等を混合したゴム組成物を硬化させることにより弾性体を成形する。なお、弾性体はインジェクション成形、押出成形などにより成形すればよい。
【００１７】
弾性体は、ソリッド（無発泡）でもスポンジ（発泡体）でもよい。
【００１８】
弾性体に導電性を付与する場合は、導電性付与剤を添加する。導電性付与剤としては、カーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックは、種々の性質を持ったものがあるが、カーボン微粉末を用いるのが好ましい。なお、カーボンブラックを添加して発泡弾性体を成形する場合は、カーボンブラックを十分に分散させることが好ましい。カーボンブラックの分散性が不良であると、成形される弾性体の圧縮永久ひずみが大きくなりやすいためである。また、カーボンブラックを多量に添加する場合には、圧縮永久ひずみに影響を与え難い、例えば、吸油量が小さいもの、粒径が大きいもの、ストラクチャーを形成し難いものなどを用いるのが好ましい。
【００１９】
また、上述したゴム基材からなる弾性体の外周に第２の弾性体を設けてもよい。なお、第２の弾性体のゴム基材は特に限定されない。
【００２０】
次に、弾性体の軸方向端部を加工する。弾性体の軸方向端部を突っ切り等することにより、所定の幅の弾性体とする。後述するめっき処理の前に、弾性体の軸方向端部を加工することにより、弾性体の加工の際に芯金の表面に傷がついたとしても、当該傷部にもめっき処理が施される。このため、傷から芯金に錆が発生する虞がなく、長期間に亘って安定して使用できるゴムロールとすることができる。
【００２１】
次いで、芯金をめっき処理する。ここでいうめっき処理とは、脱脂及び酸処理を行った後に、めっきし、最後に洗浄して乾燥を行う処理のことである。めっきは、無電解めっき液による無電解めっきである。かかる無電解めっき液は、析出金属の他に、必要に応じて安定剤、還元剤、錯化剤、還元補助剤、界面活性剤等を含有する。析出金属としては、ニッケル、ニッケル−タングステン合金、ニッケル−ＰＴＦＥ複合、銅、スズ、金等が挙げられる。なお、めっきは複数回行ってもよい。また、脱脂及び酸処理は、それぞれ１回以上行えばよく、例えば、脱脂を１回以上行った後に酸処理を１回以上行っても、脱脂の後に酸処理を行うという操作を繰り返してもよい。なお、脱脂や酸処理の後には、適宜、水洗又は湯洗を行う。
【００２２】
めっきの際には、外周に弾性体を具備する芯金を無電解めっき液中に浸漬させる。すなわち、無電解めっき液中にロール形状物全体（芯金及び弾性体）を浸漬させる。
【００２３】
めっき処理により、芯金は、弾性体により被覆されている覆部が無めっき、弾性体に被覆されていない露出部がめっきされた状態となる。芯金の露出部には、例えば、厚さ１〜１０μｍのめっき層が形成される。
【００２４】
次いで、弾性体の表面を研磨して弾性層とする。めっき処理後に弾性体の表面を研磨することにより、弾性体の表面に付着した無電解めっき液の成分（主に析出金属）が除去された状態となる。すなわち、弾性体の表面の研磨により、めっき処理の洗浄だけでは十分に除去することができなった成分を完全に除去することができる。かかる弾性層の表面は、表面性、例えば、被着体に対する濡れ性（タック）に優れたものとなる。また、導電性を付与した弾性層の場合、表面に付着した析出金属による電気抵抗値のばらつきが発生することなく、電気抵抗値が安定したものとなる。
【００２５】
このようにして製造したゴムロールは、芯金とゴム基材の接着性に優れたものである。
【００２６】
本発明のゴムロールの製造方法によれば、芯金の露出部のみにめっきを行うことになるため、無電解めっき液が少量でよく、ゴムロールのコストが低下する。
【００２７】
また、シリコーンゴムをゴム基材として用いて弾性体を成形した場合は、全体をめっきした芯金に弾性体を被覆するという方法に比べて工程が少なく、よりコストを低下させることができる。めっきした芯金とシリコーンゴムとは接着性が悪く、弾性体に被覆される覆部の芯金のめっきを除去する工程が必要となるが、この工程が不要となるためである。
【００２８】
なお、弾性層の表層部に表面処理層を設けてゴムロールとしてもよく、弾性層の表面にコート層を設けてゴムロールとしてもよい。上述した方法により製造された弾性層は、表面性に優れるものであるので、表面処理層やコート層を設ける際にムラが発生することがない。また、コート層を設ける場合には、弾性層とコート層との接着性に優れたものとなる。
【００２９】
弾性層の表層部に表面処理層を設ける場合は、弾性層にイソシアネート化合物を含有する表面処理液を用いて含浸処理を行う。ここで、含浸処理とは、弾性層に表面処理液を含浸させた後、有機溶剤を除去し、イソシアネート化合物等の含有成分を硬化させる処理のことをいう。弾性層に含浸したイソシアネート化合物が、他のイソシアネート化合物、他の含有成分（フッ素系ポリマー等）、弾性層を構成するゴム基材などと反応し、これらの架橋構造が弾性層の内部に形成される。これにより、処理液を含浸させる前の弾性層に比べて、耐摩耗性に優れたゴムロールとなる。
【００３０】
表面処理層は、弾性体を表面処理液に浸漬させる又は表面処理液をスプレー塗布などにより塗布し、乾燥硬化させることにより形成することができ、表面処理液は導電性弾性体の表層部に含浸されて表面処理層となる。弾性体の表層部に表面処理液を含浸・硬化させて表面処理層を設けることで、表面処理層は、弾性体の表層部に含浸されて一体的に設けられる。このような表面処理層は、主にイソシアネート成分が硬化して形成されたもので、イソシアネート成分の密度が表面から内部に向かって漸次疎になるように一体的に形成される。
【００３１】
ここで、表面処理液は、有機溶剤に、少なくともイソシアネート成分を溶解させたものである。
【００３２】
表面処理液に含まれるイソシアネート成分としては、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）及び３，３−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）などのイソシアネート化合物、および前記の多量体および変性体などを挙げることができる。さらに、ポリオールとイソシアネートからなるプレポリマーを挙げることができる。
【００３３】
また、表面処理液には、ポリエーテル系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択されるポリマーを含有させてもよく、導電性付与材としてさらにアセチレンブラック、ケッチェンブラック、トーカブラック等のカーボンブラックを添加してもよい。
【００３４】
さらに、表面処理液は、イソシアネート成分、および必要に応じて含有されるこれらポリエーテル系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーを溶解する有機溶剤を含有する。有機溶剤としては特に限定されないが、酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の有機溶剤を用いればよい。
【００３５】
また、弾性層の表面にコート層を設ける場合は、例えば、弾性体にコーティング剤を塗布し、乾燥硬化させることにより、コート層１３を成形する。コーティング剤としては、ウレタン、アクリルウレタン、ナイロン、ＮＢＲ等の周知の材料を用いることができる。なお、コーティング剤を塗布する方法としては、ディップコート法、ゴムロールコート法、スプレーコート法等を用いるのが好適である。
【００３６】
本発明のゴムロールの製造方法により製造されるゴムロールは、自動改札機、現金預金支払機、両替機、プリンター、複写機等において用いることができ、電子写真式複写機及びプリンター、またはトナージェット式複写機及びプリンター等の画像形成装置に用いられる帯電ロール、転写ロール、現像ロール、トナー供給ロール、クリーニングロール等の導電性ゴムロールとして特に好適である。
【００３７】
以下本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
シリコーンゴムに、カーボンブラック、加硫剤、加硫促進剤を添加してゴムロールミキサーで混練りしてゴム組成物を得た。このゴム組成物をφ６ｍｍ×２４０ｍｍのＳＵＭ材からなる芯金に押出し成形後、２００℃で３０分間加硫を行い、芯金の外周に内径φ６ｍｍ、外径φ９ｍｍの弾性体を得た。得られた弾性体の軸方向端部を突っ切りすることにより、内径φ６ｍｍ×外径φ９ｍｍ×１７６ｍｍの弾性体を具備するロール形状物を得た。このとき、芯金は弾性体の軸方向端部からそれぞれ３２ｍｍ露出した状態とした。
【００３９】
そして、ロール形状物（の芯金）を脱脂及び酸処理を６０℃で複数回行った後、９０℃に保ったニッケルを含む無電解めっき液に浸漬させた。無電解めっき液から取り出したロール形状物を水洗した後、１１０℃で１０分間乾燥させた。最後に、ロール形状物の弾性体表面を研磨加工して弾性層とし、実施例１のゴムロールを得た。
【００４０】
（実施例２）
シリコーンゴムの代わりにウレタンゴムを用いた以外は実施例１と同様にして実施例２のゴムロールを得た。
【００４１】
（実施例３）
シリコーンゴムの代わりにアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を用いた以外は実施例１と同様にして実施例３のゴムロールを得た。
【００４２】
（比較例１）
ＳＵＭ材からなる芯金の全体をめっき処理した後に、芯金の弾性体が被覆する部分のめっきを除去し、当該芯金の外周に弾性体を成形するようにした以外は、実施例１と同様にして比較例１のゴムロールを得た。
【００４３】
（比較例２）
ＳＵＭ材からなる芯金の全体をめっき処理した後に、当該芯金の外周に弾性体を成形するようにした以外は、実施例２と同様にして比較例２のゴムロールを得た。
【００４４】
（比較例３）
ＳＵＭ材からなる芯金の全体をめっき処理した後に、当該芯金の外周に弾性体を成形するようにした以外は、実施例３と同様にして比較例３のゴムロールを得た。
【００４５】
（比較例４）
シリコーンゴムの代わりにエピクロロヒドリンゴムを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例４のゴムロールを得た。
【００４６】
（比較例５）
ＳＵＭ材からなる芯金の全体をめっき処理した後に、当該芯金の外周に弾性体を成形するようにした以外は、比較例４と同様にして比較例５のゴムロールを得た。
【００４７】
（試験例１）耐久試験
実施例１〜３及び比較例１〜５のゴムロールをＨＨ環境（５０℃×９０％）下で放置した。１日毎にゴムロールを平面状で転がして、ゴムロールの弾性層表面の膨れ発生の有無を目視により確認した。なお、実施例１〜３及び比較例４のゴムロールは各５本、比較例１〜３及び５のゴムロールは各３本確認し、１本も膨れが発生していない場合を○、１本以上で膨れが発生した場合を×とした。結果を表１に示す。
【００４８】
７日放置後の各ゴムロールの表面の形状を真円度・円筒形状測定機（Ｒｏｎｃｏｒｄｅｒ  ＥＣ１８５０；小坂研究所社製）により測定した。図１〜８に測定結果を示す。
【００４９】
また、７日放置後の実施例１〜３及び比較例１のゴムロールの芯金の外観を目視により観察した。各ゴムロールの芯金の写真を図９〜１２に示す。
【００５０】
さらに、７日間放置後の実施例１〜３及び比較例１のゴムロールの弾性層を剥いで芯金と弾性層の接着状態を確認した。このときのゴムロールの写真を図１３〜１６に示す。
【００５１】
【表１】
2010091020.tif 000002
【００５２】
ゴム基材として、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ＮＢＲを用いた実施例１〜３のゴムロールは、比較例１〜３のゴムロールと同様にゴムロール表面に変化がなかった。また、実施例１〜３及び比較例１〜３のゴムロールは、図１〜６に示すように、表面に凹凸がほとんどなく、芯金の表面に錆が発生していないことが確認された。これより、本発明の製造方法により製造したゴムロールは、芯金の全体にめっき処理をした後に弾性体を被覆させて成形したゴムロールと同様に、耐久性に優れたものであることがわかった。
【００５３】
これに対し、エピクロルロヒドリンゴムを用いた比較例４と比較例５のゴムロールは、いずれもすぐに表面に膨れが発生しており、図７及び８の写真においても表面に凹凸が確認された。芯金に錆が発生したためであると考えられる。
【００５４】
また、図９〜１１に示すように、実施例１〜３のゴムロールの芯金では目視による錆は確認されなかった。これに対し、エピクロルヒドリンゴムからなる比較例１のゴムロールの芯金では錆が確認された。図１２〜１５に示すように、実施例１〜３のゴムロールでは、芯金と弾性層との接着性が高く、弾性層をはがすことができなかったのに対し、図１６に示すように、比較例１のゴムロールは、弾性層が容易に剥がれて、芯金の表面は薄茶色となっており錆が確認された。これより、ハロゲンを有さないゴム基材からなる実施例１〜３のゴムロールは、錆が発生することなく、耐久性に優れるものであることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１のゴムロールの表面の測定結果の写真である。
【図２】比較例１のゴムロールの表面の測定結果の写真である。
【図３】実施例２のゴムロールの表面の測定結果の写真である。
【図４】比較例２のゴムロールの表面の測定結果の写真である。
【図５】実施例３のゴムロールの表面の測定結果の写真である。
【図６】比較例３のゴムロールの表面の測定結果の写真である。
【図７】比較例４のゴムロールの表面の測定結果の写真である。
【図８】比較例５のゴムロールの表面の測定結果の写真である。
【図９】実施例１のゴムロールの芯金の写真である。
【図１０】実施例２のゴムロールの芯金の写真である。
【図１１】実施例３のゴムロールの芯金の写真である。
【図１２】比較例１のゴムロールの芯金の写真である。
【図１３】実施例１の接着状態の確認試験後のゴムロールの写真である。
【図１４】実施例２の接着状態の確認試験後のゴムロールの写真である。
【図１５】実施例３の接着状態の確認試験後のゴムロールの写真である。
【図１６】比較例１の接着状態の確認試験後のゴムロールの写真である。
【図１】
2010091020.tif 000003
【図２】
2010091020.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010091020.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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