(57)【要約】【課題】ゴム層が剥離しにくい高品質なゴムローラー及びその製造方法を提供すること。【解決手段】めっき皮膜が形成された円柱基材と前記めっき皮膜上に接着剤層を介してゴム層が形成されたゴムローラーにおいて、前記めっき皮膜上に、前記接着剤層を形成する接着剤と密着性の良い有機化合物が０．００１〜１ｍｇ／ｃｍ2で存在することを特徴とするゴムローラーとする。また、前記めっき皮膜上に、前記接着剤層を形成する接着剤と密着性の良い有機化合物が０．００１〜１ｍｇ／ｃｍ2で存在するように制御することを特徴とするゴムローラーの製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にめっき皮膜が形成された円柱基材と、前記めっき皮膜上に接着剤層を介して形成されたゴム層と、を有するゴムローラーにおいて、前記めっき皮膜上に、前記接着剤層を形成する接着剤と密着性の良い有機化合物が０．００１〜１ｍｇ／ｃｍ2で存在することを特徴とするゴムローラー。
【請求項２】
前記有機化合物が、水酸基（−ＯＨ）またはカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する有機化合物であることを特徴とする請求項１に記載のゴムローラー。
【請求項３】
表面にめっき皮膜が形成された円柱基材と、前記めっき皮膜上に接着剤層を介して形成されたゴム層と、を有するゴムローラーの製造方法において、前記めっき皮膜上に、前記接着剤層を形成する接着剤と密着性の良い有機化合物が０．００１〜１ｍｇ／ｃｍ2で存在するように制御することを特徴とするゴムローラーの製造方法。
【請求項４】
前記制御を、円柱基材の表面にめっき皮膜を形成した後に行う水洗浄・乾燥工程にて行うことを特徴とする請求項３に記載のゴムローラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムローラーに関するものであり、特に、電子写真複写機等に用いられる帯電用ゴムローラー、現像用ゴムローラー、転写用ゴムローラー、定着用ゴムローラー、紙送り用ゴムローラー等に用いられるゴムローラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター、ファクシミリ等の電子写真装置には、帯電ローラー、現像ローラー、転写ローラー等、多数のゴムローラーが用いられている。これらのゴムローラーは、一般的に、中心軸として機能する円柱基材と、円柱基材の外周面上に形成されたゴム層とを備えて構成されている。
【０００３】
ゴムローラーのゴム層は、例えば、円柱基材の外周面上に未加硫のゴム組成物を被覆して加硫処理することで形成することができる。ただし、ゴムローラーの両端部は、電子写真装置に軸着可能なように円柱基材を露出させる場合が多いので、一般には、円柱基材の外周面全体にゴム層を形成した後、不要な部分のゴム層を除去する工程を行う。
【０００４】
このようなゴムローラーには、非常に高い寸法精度を保ちつつ長期使用に対する防錆効果が要求されていることから、円柱基材の表面にめっき皮膜を形成する方法が検討されている。例えば、めっき皮膜の均一性が良く処理コストが低い無電解ニッケルめっき皮膜を円柱基材の外周面に形成する方法が知られている（特許文献１）。
【０００５】
ところが、無電解ニッケルめっき皮膜は化学的活性に富むため、加硫処理時に円柱基材とゴム層とが焼き付いてしまい、後のゴム層の除去が困難になるという問題があった。その問題に対処する方法として、無電解ニッケルめっき皮膜をクロム酸処理や熱処理等の不活性化処理することにより、円柱基材とゴム層との焼き付きを防止する方法が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特公平７−７４０５７号公報
【特許文献２】特公平７−７４０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の方法では、得られるゴムローラーにおける円柱基材とゴム層との密着性まで低下してしまい、ゴム層が剥離しやすいという問題点がある。
【０００７】
また、特許文献１及び２の方法では、めっき皮膜を無電解ニッケルめっきにより形成する必要があり、電気ニッケルめっきや亜鉛めっきなどの他のめっき方法は利用できず、用途に応じためっき皮膜を形成することができない。
【０００８】
さらに、特許文献１及び２の方法では、接着剤層を介さずにダイレクトにゴム層を形成しているが、接着剤層を介した場合に比べると円柱基材とゴム層との密着性が低く、用途や使用状況によってはゴム層が剥離してしまうという場合がある。そもそも、円柱基材に接着剤層を介してゴム層を形成したゴムローラーにおいても、接着剤層と円柱基材との密着性が充分ではなく、ゴム層と接着している接着剤層と、円柱基材との間で剥離するという問題が生じているのが現状である。
【０００９】
上記のような剥離が発生すると、例えば、製造後のゴムローラーのゴム層表面を研削する際にゴム層が空回りしてしまい、ゴムローラーの寸法精度が悪化するという問題が生じる。また、帯電ローラーのようにゴム層の上に離型層としてフッソ樹脂のチューブを形成する場合には、ゴム層がめくれてしまいフッ素樹脂のチューブを形成できないという問題も生じる。さらに、現像ローラー、トナー供給ローラー、帯電ローラーなどの、外部から駆動されて摺擦や圧接により表面にトルクのかかるローラー（以下、駆動ローラーともいう）として使用される場合にゴム層が空回りしてしまい、電子写真装置の性能に悪影響を及ぼすという問題も生じる。
【００１０】
そこで本発明は、このような従来技術の問題点に対して、ゴム層が剥離しにくい高品質なゴムローラー及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する本発明のゴムローラーは、表面にめっき皮膜が形成された円柱基材と、前記めっき皮膜上に接着剤層を介して形成されたゴム層と、を有するゴムローラーにおいて、前記めっき皮膜上に、前記接着剤層を形成する接着剤と密着性の良い有機化合物が０．００１〜１ｍｇ／ｃｍ2で存在することを特徴とする。また、前記有機化合物が、水酸基（−ＯＨ）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）の官能基をもつ有機化合物であることを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成する本発明のゴムローラーの製造方法は、表面にめっき皮膜が形成された円柱基材と、前記めっき皮膜上に接着剤を介して形成されたゴム層と、を有するゴムローラーの製造方法において、前記めっき皮膜上に、前記接着剤層を形成する接着剤と密着性の良い有機化合物が０．００１〜１ｍｇ／ｃｍ2で存在するように制御することを特徴とする。また、前記制御を、円柱基材の表面にめっき皮膜を形成した後に行う水洗浄工程にて行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ゴム層が剥離しにくい高品質なゴムローラー及びその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１５】
本発明のゴムローラーに使用する円柱基材は、中空状でも中実状でも良い。円柱基材の材質は特に制限されるものではなく、鉄、鋼等のゴムローラー製造用円柱基材として従来公知のものが使用できる。円柱基材の大きさは、ゴムローラーの適用部位に合わせて適宜選択することができ、例えば、直径４〜５０ｍｍ、長さ５０〜４００ｍｍの円柱基材を用いることができる。
【００１６】
本発明のゴムローラーに使用する円柱基材は、その表面にめっき皮膜が形成されている。めっきの種類は、ゴムローラーの機能を満足するめっきであれば特に限定はない。例えば、安価な無電解ニッケルめっきでも良く、電気ニッケルめっきでも亜鉛めっきでも良い。すなわち、円柱基材の機能に必要な従来公知のめっきに適合できる。
【００１７】
めっき皮膜の厚みは、要求される防錆効果が発揮されるように適宜選択でき、例えば、１〜１０μｍのめっき皮膜を形成することができる。
【００１８】
めっき皮膜上には、後述する接着剤と密着性の良い有機化合物が０．００１〜１ｍｇ／ｃｍ2で存在する必要がある。このことは、ゴムローラーのゴム層が剥離するメカニズムを解析した結果、めっき皮膜上に存在する有機化合物の量が多いと剥離しにくくなることを見出したことに基づいている。
【００１９】
防錆効果のあるめっき皮膜として代表的な無電解ニッケルめっき皮膜を形成した場合を例に説明する。無電解ニッケルめっきに用いるめっき液には、金属塩として硫酸ニッケルや塩化ニッケルなど、還元剤として次亜リン酸ナトリウム、ジメチルアミンボラン、水素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジンなど、が主成分として含まれている。その他にも補助成分として、錯化剤として有機酸（酢酸、プロピオン酸、コハク酸、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸、ギ酸など）、ＰＨ調整剤として水酸化ナトリウムやアンモニア水など、添加剤として鉛やタリウムなど重金属、チオ尿素やメチルカプトベンゾチアゾールなどの有機化合物、界面活性剤としてポリエチレングリコールなど、が添加されている。
【００２０】
そして、無電解ニッケルめっき皮膜を形成した後は、めっき液を回収するとともに、めっき皮膜が形成された円柱基材を水洗浄し、さらに加熱して洗浄水を蒸発させる水洗浄・乾燥工程を行うのが一般的であり、通常であれば、めっき皮膜上の有機化合物は概ね除去される。しかし、この有機化合物を所定量めっき皮膜上に残存させることで、有機化合物中の水酸基（−ＯＨ）やカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）が接着剤と強固に結合するため、結果としてゴム層が剥離しにくくなることを見出した。
【００２１】
また、接着性の観点からは有機化合物の量は０．００１ｍｇ／ｃｍ2以上であれば多い程好ましいが、あまり多いとめっき表面がべとついてしまい製品として使用できないことから、１ｍｇ／ｃｍ2以下であることが必要である。より好ましくは、０．０１〜０．５ｍｇ／ｃｍ2である。
【００２２】
めっき皮膜上に存在する有機化合物としては、後述する接着剤と密着性の良い有機化合物であれば良いが、通常は、めっき皮膜を形成するめっき液に含まれる有機化合物である。接着性の向上効果が大きいことから、水酸基（−ＯＨ）またはカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する有機化合物であることが好ましい。より具体的には、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられる。
【００２３】
したがって、本発明のゴムローラーを製造するにあたっては、めっき皮膜上に上記の有機化合物が０．００１〜１ｍｇ／ｃｍ2で存在するように制御する必要がある。その制御は、例えば、水洗浄・乾燥工程にて行うことができる。具体的には、使用する水の流量、水の純度、乾燥条件によりめっき皮膜上に存在する有機化合物の量を制御することができる。その他、水洗浄・乾燥工程にて有機化合物が除去されためっき皮膜付き円柱基材に、新たに有機化合物を所定量付着させる処理（塗布や洗浄など）をする方法でも良い。
【００２４】
本発明では、めっき皮膜上に存在する有機化合物の量が重要であり、めっき皮膜の種類によらない。すなわち、無電解めっきでも電解めっきでも良く、ゴムローラーの機能、コストに合っためっき方法及び材質が選択できる。
【００２５】
本発明のゴムローラーは、円柱基材の表面のめっき皮膜上に接着剤層を介してゴム層が形成される。接着剤層はめっき皮膜上の全体に形成されていても構わないが、後にゴム層の除去を行う場合などは、最終的にゴム層が形成される部位にのみ形成されていることが好ましい。
【００２６】
接着剤層を形成する接着剤は、ゴム層との密着性の良い従来公知の接着剤を用いればよい。例えば、加硫接着剤、ホットメルト接着剤等を使用することができる。
【００２７】
接着剤層は、厚い方が接着剤層を均一に形成する観点からは好ましいが、あまり厚いとコストや機能（接着性）に問題が生じる可能性もある。そのような観点から接着剤の厚みを適宜選択することができる。例えば、接着剤層の厚みは、１〜２０μｍとすることができる。
【００２８】
接着剤層は、表面にめっき皮膜が形成された円柱基材に接着剤を塗布することで形成することができる。塗布の方法としては、バーコート、ディップコート、スプレーコート、ロールコート、グラビアコート、フレキソコート、フローコート等が挙げられる。その後、必要に応じて乾燥等を行うこともできる。接着剤の塗布量は、最終的な接着剤層が所定の厚みになるように適宜調整する。
【００２９】
本発明のゴムローラーのゴム層を形成するためのゴム組成物としては、ゴム成分に加硫剤を添加した組成物であれば特に制限されるものではなく、ゴムローラーの用途等から適宜選択することができる。主成分となるゴム成分としては、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリン系ゴム（ＣＯ、ＥＣＯ、ＧＥＣＯ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴムなどが挙げられる。
【００３０】
加硫剤としては、硫黄原子が含まれるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、硫黄、硫黄供与体、トリアジンチオール、２，３−ジメチルキノキサリンが使用できる。硫黄供与体としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴＤ）、テトラブチルチウラムジスルフィド（ＴＢＴＤ）、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド（ＴＲＡ）、２−（４’−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール（ＭＤＢ）、４，４’−ジチオジモルホリン等が挙げられる。加硫剤の添加量は、ゴムローラーに要求される特性を満たすように適宜選択される。
【００３１】
ゴム組成物には、必要に応じて、導電性物質、離型性物質などの添加物を添加することもできる。
【００３２】
ゴム層の厚みは、ゴムローラーの適用部位に合わせて適宜選択することができ、例えば、０．５〜１０ｍｍのゴム層を形成することができる。
【００３３】
ゴム層は、円柱基材の表面に未加硫のゴム組成物を塗布して加硫する方法、加硫したゴム組成物をチューブ状に成形して円柱基材に圧入する方法、未加硫のゴム組成物を円柱状に押出すと同時に円柱基材をクロスヘッドダイを通過させて被覆した後に加硫する方法、などの方法で形成することができる。
【００３４】
ゴム組成物を加硫する方法についても特に制限されるものではなく、熱風炉加硫、遠赤外線加硫等、従来公知の方法で行うことができる。
【実施例】
【００３５】
次に本発明について実施例より詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００３６】
＜ゴムローラーの作製方法＞
まず、円柱基材の外周面に、無電解ニッケルめっき皮膜を形成した。具体的には、直径６ｍｍ、長さ２４０ｍｍの鋼製円柱基材に対して、アルカリ脱脂、水洗、酸洗い、水洗の処理をこの順序で施した後、無電解ニッケルめっきによりめっき皮膜を作製した。無電解ニッケルめっき液としては、市販されている日本カニゼン（株）製のシューマーＳ７５１（商品名、硫酸ニッケル六水和物、次亜リン酸ナトリウム一水和物、錯化剤、安定剤として硝酸鉛が適量含まれている）１０Ｌと純水４０Ｌとを混合しためっき液を用いた。このめっき液が入れられためっき浴槽の浴中温度を９０℃に保持した状態で、ステンレス製の籠の中に円柱基材を配置してめっき浴槽中に浸漬させた。浸漬時間は１５分とし、円柱基材の外周面に形成されためっき皮膜の厚みは５μｍであった。その後、めっき液を回収するとともに、めっき皮膜が形成された円柱基材を所定の条件で水洗（水洗時間：１０秒）した後、乾燥（８０℃×１５分）を行った。
【００３７】
次に、めっき皮膜が形成された円柱基材の両端面から１０ｍｍの部分を除く外周面に、ロールコート法により、合成ゴム系の接着剤（商品名：ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ３３１５Ｅ、（株）スリーボンド製）を最終的な接着剤層が厚み５μｍとなるように均一に塗布し、１２０℃で１０分乾燥した。その後、押出し機を用いて未加硫ＥＰＤＭイオウ加硫系組成物（商品名：ＥＰＴ４０７０、三井化学（株）製）を円柱状に押出すと同時に、上記円柱基材を連続的にクロスヘッドダイを通過させることにより、円柱基材の外周面全体に未加硫ゴム組成物を被覆した。その後、加硫処理（条件：温度１９０℃、時間３０分）を施して円柱基材の外周面上にゴム層を形成した。全体の外径はΦ１１ｍｍ（ゴム層の厚みは２．５ｍｍ）とした。
【００３８】
さらに、このローラーを回転させながら両端部から１０ｍｍの位置にカッター刃を入れ、接着剤を塗布していない円柱基材の両端部のゴム層を除去した。得られたゴムローラーは、長手方向の断面図を図１に示すように、表面にめっき皮膜２が形成された円柱基材１上に接着剤層３を介してゴム層４が形成されている。
【００３９】
＜ゴム層の剥離有無の評価方法＞
上記方法で得られたゴムローラーのゴム層を指でむしるように円柱基材から剥離させる力を加え、ゴム層が剥離しなかったものについては○、ゴム層が剥離したものについては、その程度に関わらず×とした。
【００４０】
＜めっき皮膜上に存在する有機化合物の測定＞
めっき皮膜を形成した円柱基材を純水中に４時間浸漬させた後、その純水中に含まれる有機酸（酢酸、ギ酸、乳酸）の量をイオンクロマトグラフ法で測定した。
【００４１】
＜実施例１〜４＞
実施例１〜４では、円柱基材の表面に無電解ニッケルめっき皮膜を形成した後に行う円柱基材の水洗時の水の流量（純水）を、それぞれ０．１Ｌ／分、０．５Ｌ／分、１Ｌ／分、５Ｌ／分とした。いずれも、めっき皮膜上に酢酸、ギ酸、乳酸が検出され、その合計量で０．００１ｍｇ／ｃｍ2〜１ｍｇ／ｃｍ2の有機化合物がめっき皮膜上に存在していた。
【００４２】
いずれのゴムローラーにおいてもゴム層の剥離は見られなかった。
【００４３】
＜比較例１及び２＞
比較例１及び２では、円柱基材の表面に無電解ニッケルめっき皮膜を形成した後に行う円柱基材の水洗時の水の流量（純水）を、それぞれ０．０１Ｌ／分、１０Ｌ／分とした。いずれも、めっき皮膜上に酢酸、ギ酸、乳酸が検出された。
【００４４】
比較例１のゴムローラーにおいてはゴム層の剥離は見られなかったが、めっき表面にべとつく感触があり製品としては使えないものであった。比較例２のゴムローラーにおいてはゴム層が剥離した部位があった。
【００４５】
以上の結果を表１にまとめて示した。これにより、本発明のゴムローラーは、ゴム層の剥離が発生しない高品質なゴムローラーであることが分かった。
【００４６】
【表１】
2007107553.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のゴムローラーの長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  円柱基材
２  めっき皮膜
３  接着剤層
４  ゴム層
【図１】
2007107553.tif 000004