JPH0643118B2 - Rubber surface material - Google Patents
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は静電複写機(以下PPCと呼ぶ)やレーザープ
リンター(以下LBPと呼ぶ)などの静電電子写真装置
における現像機用摩擦帯電ブレードや定着ロールなどと
して有用なゴム状表層材、とくには摩擦係数が小さく
て、粘着性がなく耐汚染性に優れたゴム状表層材に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a friction charging blade for a developing machine in an electrostatic electrophotographic apparatus such as an electrostatic copying machine (hereinafter referred to as PPC) or a laser printer (hereinafter referred to as LBP). The present invention relates to a rubber-like surface layer material useful as a fixing roller, a fixing roll, and the like, and particularly to a rubber-like surface layer material having a small coefficient of friction, no tackiness, and excellent stain resistance.
(従来の技術) シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどのゴム
材料が、静電電子写真装置の摩擦帯電ブレードや定着ロ
ールなどの材料として使用されるようになってきてい
る。(Prior Art) Rubber materials such as silicone rubber, fluororubber, and urethane rubber have come to be used as materials for friction charging blades and fixing rolls of electrostatic electrophotographic apparatuses.
この静電電子写真プロセスは静電潜像をトナーと称する
荷電粉体で現像し顕像化するもので、これは(1)帯電
用コロナ放電器により感光ドラム〔Se系、OPC(有
機光導電体)系、など〕上に一様な(+)電荷を帯電さ
せる帯電プロセス;(2)PPCの場合は露光ランプ、
レンズ、ミラーなどのアナログ光学系により、またLB
Pの場合はポリゴンミラーなどのレーザー走査光学系に
より、それぞれ原稿パターンに応じた(+)電荷の静電
潜像を感光ドラム上に形成する露光プロセス;(3)
(−)に帯電したトナーの薄層を付着させたマグネット
ロール(以下現像ロールと呼ぶ)を感光ドラムに当接し
て、(+)電荷の静電潜像上にトナーを転写しトナーパ
ターンを形成する現像プロセス;(4)転写用コロナ放
電器により用紙背面から(+)電荷を供給し、感光ドラ
ム上のトナーパターンを転写用普通紙(以下PPC紙と
呼ぶ)に転写し、その後感光ドラムからPPC紙を剥離
する転写プロセス;(5)トナーパターンの付着したP
PC紙をヒートロールとバックアップロールとで構成さ
れる定着ロールをニップ通過させて、トナーを熱圧着に
より紙繊維組織中に圧入固定させる定着プロセス;とか
らなっている。In this electrostatic electrophotographic process, an electrostatic latent image is developed with a charged powder called toner to visualize it. (1) A photosensitive drum [Se system, OPC (organic photoconductive material) is formed by a corona discharger for charging. Body) system, etc.] a charging process for charging a uniform (+) charge on (2) an exposure lamp in the case of PPC,
LB by analog optical system such as lens and mirror
In the case of P, an exposure process of forming an electrostatic latent image of (+) charge on the photosensitive drum according to the original pattern by a laser scanning optical system such as a polygon mirror; (3)
A magnet roll (hereinafter referred to as a developing roll) to which a thin layer of charged toner is attached to (-) is brought into contact with the photosensitive drum, and the toner is transferred onto the electrostatic latent image of (+) charge to form a toner pattern. Developing process: (4) A (+) charge is supplied from the back surface of the paper by the transfer corona discharger to transfer the toner pattern on the photosensitive drum to plain paper for transfer (hereinafter referred to as PPC paper), and then from the photosensitive drum. Transfer process for peeling PPC paper; (5) P with toner pattern attached
A fixing process in which the PC paper is passed through a fixing roll composed of a heat roll and a backup roll, and the toner is press-fitted and fixed into the paper fiber structure by thermocompression bonding.
PPCの現像方式は非磁性トナーを単独で用いる1成分
系現像方式と、非磁性トナーに粒径10〜100μmの
鉄粉、フェライト粉などの磁性粒子キャリアを混合して
用いる2成分系現像方式とがあり、従来は後者が主流で
あったが、前者は現像機の構造がシンプル、コンパク
ト、トナー濃度制御が不要、撹拌機構が不要などの利点
を持つため、最近になってパーソナルコピー機などの低
速PPCに採用されつつある。The PPC developing method includes a one-component developing method in which a non-magnetic toner is used alone, and a two-component developing method in which a magnetic particle carrier such as iron powder or ferrite powder having a particle diameter of 10 to 100 μm is mixed with a non-magnetic toner. In the past, the latter was the mainstream in the past, but the former has advantages such as a simple structure of the developing machine, compact size, no toner concentration control, and no stirring mechanism. It is being adopted for low-speed PPC.
この非磁性トナーは、熱可塑性樹脂バインダー(共重合
ポリエステル、ポリエチレン、スチレン−アクリロニト
リル共重合樹脂など)、着色剤(黒トナーの場合はカー
ボンブラック)、荷電制御剤(電子受容性有機化合物な
ど)およびその他の添加剤(疎水性シリカ、脂肪酸の金
属塩など)からなる粒径5〜25μm、軟化点70〜8
0℃の不定形または球形粒子であって、2成分系現像方
式においては、これに上記磁性粒子キャリアを混合し
て、磁気ブラシ現像機などによって感光ドラムにトナー
コーテイングしている。This non-magnetic toner includes a thermoplastic resin binder (copolymerized polyester, polyethylene, styrene-acrylonitrile copolymerized resin, etc.), a colorant (carbon black in the case of black toner), a charge control agent (electron-accepting organic compound, etc.), Particle diameter of 5 to 25 μm and softening point of 70 to 8 consisting of other additives (hydrophobic silica, metal salt of fatty acid, etc.)
The particles are amorphous or spherical particles at 0 ° C., and in the two-component developing system, the above-mentioned magnetic particle carrier is mixed and toner coated on the photosensitive drum by a magnetic brush developing machine or the like.
帯電摩擦ブレードは上記した非磁性トナーによる1成分
系現像方式に用いるもので、このブレードを現像ロール
に押圧するという簡単な機構でトナーに(−)電荷を帯
電させ現像ロール表面に一定の厚さのトナー層を形成す
るものである。The charging friction blade is used for the one-component developing method using the above-mentioned non-magnetic toner, and the toner is charged with a (-) electric charge by a simple mechanism of pressing this blade against the developing roll so that the surface of the developing roll has a constant thickness. To form the toner layer.
ここで、このプロセスを添付の図面にしたがって詳しく
説明すると、第1図に示すように、この現像装置1はホ
ッパー状容器2と現像ロール3と摩擦帯電ブレード4と
リカバリングブレード5とからなり、表面に微小な凹
凸を有する現像ロール3の回転により、トナー粒子群6
はブレード4の圧力下に到達し、ここで剪断され均一な
トナー薄層が形成される。この薄層化の過程でトナー
粒子群はブレードおよびロールの摩擦剪断を受けて
(−)電荷を獲得する。帯電されたトナー粒子群薄層
は現像ロール表面に付着して感光ドラム7の転写位置に
到達する。帯電摩擦ブレードは、第2図に示すようにス
テンレス鋼などのバネ性鋼帯8の一面に一定厚さのゴム
シート9を一体成形したもので、鋼帯に設けた取付け孔
10により第1図のように現像装置にセットして用い
る。Now, the process will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, the developing device 1 includes a hopper-shaped container 2, a developing roll 3, a friction charging blade 4, and a recovering blade 5. By the rotation of the developing roller 3 having fine irregularities on the surface, the toner particle group 6
Reaches under the pressure of the blade 4, where it is sheared and a uniform thin toner layer is formed. During this thinning process, the toner particles are subjected to frictional shearing of the blade and roll to acquire a (-) electric charge. The thin layer of charged toner particles adheres to the surface of the developing roll and reaches the transfer position of the photosensitive drum 7. As shown in FIG. 2, the charging friction blade is formed by integrally molding a rubber sheet 9 having a constant thickness on one surface of a spring steel strip 8 made of stainless steel or the like. As described above, it is set in the developing device and used.
(発明が解決しようとする課題) 摩擦帯電ブレードとして耐摩耗性に優れたゴム材料から
なるものを使用すると、ブレードと現像ロールとの接触
面にトナーが固着し層形成を阻害するので、ゴム材料の
中では耐摩耗性の最も劣るシリコーンゴムが使用され
る。(JISのゴム材料性能比較表で耐摩耗性を見る
と、「優」とされるものには、天然ゴム、IR、SB
R、BR、CR、EVA、CSM、塩素化ポリエチレ
ン、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが、「良」とされる
ものには、NBR、IIR、EPDM、エピクロルヒド
リンゴム、アクリルゴムなどが、また「可」とされるも
のに、シリコーンゴムが挙げられている。)本発明者ら
の実験の結果でも、シリコーンゴム以外のゴムはトナー
固着による層形成阻害を引き起こすので摩擦帯電ブレー
ドとして不適当であった。要するに、このブレード材料
としての要求特性は、トバー層の形成によって摩耗し常
に新しいゴム表面が露出することである。(Problems to be solved by the invention) When a friction charging blade made of a rubber material having excellent wear resistance is used, the toner adheres to the contact surface between the blade and the developing roll and inhibits layer formation. Among them, silicone rubber having the lowest wear resistance is used. (By looking at the abrasion resistance in the JIS rubber material performance comparison table, natural rubber, IR, SB
R, BR, CR, EVA, CSM, chlorinated polyethylene, urethane rubber, fluororubber, etc. are considered “good”, NBR, IIR, EPDM, epichlorohydrin rubber, acrylic rubber, etc. are also “OK”. The silicone rubber is mentioned as the material. According to the results of the experiments conducted by the present inventors, rubbers other than silicone rubber are also unsuitable as triboelectric charging blades because they hinder layer formation due to toner sticking. In short, the required characteristic of this blade material is that the formation of the tobar layer causes abrasion and always exposes a new rubber surface.
ところが、ここにPPCの中・高速化対応の問題があ
る。すなわち、パーソナルコピー機などの低速PPCで
は1分当りのA4判コピー速度が5〜15枚であるが、
中速PPCでは20枚以上、高速PPCは50枚以上が
要求され、現在のシリコーンゴム製摩擦帯電ブレードで
は中・高速PPCに使用した場合、摩耗が早くて交換頻
度が高くメンテナンスが煩雑であるという問題である。However, there is a problem here concerning the middle / high speed PPC. That is, in a low speed PPC such as a personal copying machine, the A4 copy speed per minute is 5 to 15 sheets,
20 or more medium-speed PPCs and 50 or more high-speed PPCs are required, and the current silicone rubber triboelectrification blades cause rapid wear and frequent replacement and complicated maintenance when used for medium and high-speed PPCs. It's a problem.
一方、上記定着プロセス(第3図)において、ヒートロ
ール11は耐熱性の高いこととトナーとの離形性の良い
ことが要求されるので、ヒーター12を内蔵する金属コ
ア(シリンダー)13にポリ4フッ化エチレン(PTF
E)などのフッ素樹脂のコーティング層14を設ける
か、フッ化ビニリデン・6フッ化プロピレン共重合体な
どのフッ素ゴム製チューブ14を被覆したものを用い
る。またバックアップロール15は耐熱性があり、この
高温領域における圧縮復元性に優れ、トナーとの離形性
や送紙性(紙がロールに巻き付かないこと)などが要求
されるので、シリコーンゴムロールが用いられる。とく
に、これには送紙性の観点からロールの系全体は柔軟で
表面層の硬い方がよいので、シリコーンゴムスポンジコ
アの表面に、ゴム硬度(JIS−A)が50〜70°Hs
のシリコーンゴム層を設けたものが使用される。ところ
が、このバックアップロールはまず金属コア(ロッドま
たはシリンダー)16に型発泡プレス成形法によりシリ
コーンゴムスポンジ17を一体成形した後、表面を研摩
し、これを最終ロール形状にするためのシリンダー状キ
ャスティング金型の軸中心にセットし、この金型の軸方
向端部から常温または低温加硫型シリコーンゴム(以下
RTVシリコーンゴムと呼ぶ)18をい注入して、硬化
後金型から引き抜くという複雑な方法で製造されるた
め、コストが高くなるほか、シリコーンゴムはフッ素樹
脂やフッ素ゴムほどにはトナー離形性がよくないので汚
れ易いという欠点がある。これに対してフッ素ゴム単独
のロールは材料単価が高く、またゴム硬さ(JIS−
A)が60°Hs以上の硬い材料のため送紙性に劣る欠点
がある。On the other hand, in the fixing process (FIG. 3), the heat roll 11 is required to have high heat resistance and good releasability from the toner. Tetrafluoroethylene (PTF
A coating layer 14 of fluororesin such as E) is provided, or a tube 14 made of fluororubber such as vinylidene fluoride / propylene hexafluoride copolymer is coated. Further, the backup roll 15 has heat resistance, is excellent in compression recovery in this high temperature region, and is required to have releasability from toner and paper feeding property (paper does not wind around the roll). Used. In particular, from the viewpoint of paper feeding property, it is better that the entire roll system is flexible and the surface layer is hard, so that the rubber hardness (JIS-A) is 50 to 70 ° Hs on the surface of the silicone rubber sponge core.
The one provided with the silicone rubber layer is used. However, in this backup roll, first, a silicone rubber sponge 17 is integrally molded on a metal core (rod or cylinder) 16 by a mold foaming press molding method, and then the surface is polished, and a cylindrical casting metal for making this into a final roll shape. A complicated method in which the mold is set at the center of the mold, normal temperature or low temperature vulcanizing type silicone rubber (hereinafter referred to as RTV silicone rubber) 18 is injected from the end of the mold in the axial direction, and the mold is pulled out after curing. Since it is manufactured by the method described above, the cost is high, and since silicone rubber is not as good in toner releasability as fluororesin or fluororubber, it has the drawback of being easily soiled. On the other hand, a roll made of fluororubber alone has a high material unit price and also has a rubber hardness (JIS-
Since A) is a hard material having a temperature of 60 ° Hs or more, it has a drawback of poor paper feeding property.
(課題を解決するための手段) 本発明は、このような不利を解決したゴムロールまたは
ゴムブレードとして有用なゴム状表層材に関するもの
で、ゴム基材にパーフルオロカーボンシラン化合物をイ
ンテグラルブレンドまたはコーティングしてなるものと
したことを要旨とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention relates to a rubber-like surface layer material useful as a rubber roll or a rubber blade in which such disadvantages are solved, in which a rubber substrate is provided with an integral blend or coating of a perfluorocarbon silane compound. The gist is that it is decided to become.
本発明のゴム状表層材においてゴム基材として用いられ
る材料は、上述したようにシリコーンゴムを選択するの
が望ましいが、例えばゴムブレードの場合には現像機用
摩擦帯電ブレードだけでなく、感光ドラムに残留したト
ナーを削り落として清掃するクリーニングブレードにも
使用できること、またゴムロールの場合にはファクシミ
リ、サーマルプリンターなどのプラテンロールや、PP
C、ファクシミリ、プリンター、ワープロ、パソコンな
どの各種送紙ロールに使用できることなどを考慮して、
フッ素ゴム、ウレタンゴム、EPDM、NBR、CR、
塩素化ポリエチレン、その他のゴム材料を使用すること
もできる。As the material used as the rubber base material in the rubber-like surface layer material of the present invention, it is desirable to select silicone rubber as described above. For example, in the case of a rubber blade, not only the friction charging blade for the developing machine but also the photosensitive drum It can also be used as a cleaning blade to scrape off and clean the residual toner on the platen, and in the case of a rubber roll, a platen roll such as a facsimile or a thermal printer, or PP.
Considering that it can be used for various paper feed rolls such as C, facsimiles, printers, word processors, and personal computers,
Fluorine rubber, urethane rubber, EPDM, NBR, CR,
Chlorinated polyethylene and other rubber materials can also be used.
本発明に適用されるパーフルオロカーボンシラン化合物
は、一般式 〔式中、ORはメトキシ基(−OCH3)などのアルコ
キシ基、xは2または3を示す〕で表わされるものであ
る。The perfluorocarbon silane compound applied to the present invention has the general formula Wherein, OR methoxy (-OCH 3) alkoxy groups such as, x is shows a 2 or 3] is represented by.
このシラン化合物を溶媒溶液や水溶液としてゴムブレー
ド、ゴムロールなどの基材面にコーティングすると、ア
ルコキシシラン基 〔−Si(OR)x〕が水溶液中、空気中の水分、また
は基体表面に吸着した水分などにより加水分解されてシ
ラノール基〔−Si(OH)x〕となり、これが基体表
面の水酸基と水素結合するか、あるいは脱水縮合反応し
て強固に結合し、上記一般式におけるパーフルオロアル
キル基(CnF2n+1−)を基体表面に固定化する。When the surface of a substrate such as a rubber blade or a rubber roll is coated with this silane compound as a solvent solution or an aqueous solution, an alkoxysilane group [—Si (OR) x ] is present in the aqueous solution, in the air, or adsorbed on the surface of the substrate. Is hydrolyzed to a silanol group [—Si (OH) x ], which forms a hydrogen bond with a hydroxyl group on the surface of the substrate or a dehydration-condensation reaction to firmly bond with the perfluoroalkyl group (C n F 2n + 1 −) is immobilized on the surface of the substrate.
また、このシラン化合物をゴム基材中にインテグラルブ
レンドし、それを少なくとも表層部に有するゴムブレー
ドまたはゴムロールを形成すると、シラン化合物はゴム
基材表面層へ移行し、パーフルオロアルキル基が配列す
る。このようにして得られるパーフルオロカーボンの表
面は、硬質感、撥水・撥油性、非粘着性などの性質を持
ち、ゴム成形体表面の摩擦係数を低下させることにな
る。Further, when this silane compound is integral blended in a rubber substrate and a rubber blade or a rubber roll having at least the surface layer portion thereof is formed, the silane compound migrates to the rubber substrate surface layer, and perfluoroalkyl groups are arranged. . The surface of the perfluorocarbon thus obtained has properties such as hard feeling, water / oil repellency, and non-adhesiveness, and lowers the friction coefficient of the rubber molded product surface.
このパーフルオロカーボンシラン化合物としては、 a:CF3CH2CH2Si(OCH3)3 b:CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)
3 c:CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)
3 d: e:CF3(CF2)6COOCH2CH2CH2Si
(OCH3)3 f:CF3(CF2)6COSCH2CH2CH2Si
(OCH3)3 g:CF3(CF2)6CONHCH2CH2CH2S
i(OC2H5)3 h:CF3(CF2)7SO2NHCH2CH2CH2
Si(OCH3)3 i: j:CF3(CF2)7CH2CH2SCH2CH2S
i(OCH3)3 k:CF3(CF2)9CH2CH2SCH2CH2S
i(OCH3)3 l: m: などが例示される。As the perfluorocarbon silane compound, a: CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3 b: CF 3 (CF 2) 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3)
3 c: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ).
3 d: e: CF 3 (CF 2 ) 6 COOCH 2 CH 2 CH 2 Si
(OCH 3) 3 f: CF 3 (CF 2) 6 COSCH 2 CH 2 CH 2 Si
(OCH 3) 3 g: CF 3 (CF 2) 6 CONHCH 2 CH 2 CH 2 S
i (OC 2 H 5) 3 h: CF 3 (CF 2) 7 SO 2 NHCH 2 CH 2 CH 2
Si (OCH 3 ) 3 i: j: CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 S
i (OCH 3) 3 k: CF 3 (CF 2) 9 CH 2 CH 2 SCH 2 CH 2 S
i (OCH 3 ) 3 l: m: Are exemplified.
パーフルオロカーボン表面の特性は臨界表面張力γCに
よって評価される。すなわち、臨界表面力γC以下の表
面張力を持つ液体でなければ、このパーフルオロカーボ
ン表面を濡らすことができないので、γCが小さいほど
濡れにくい表面が得られ、この濡れにくさは前述した硬
質感、撥水・撥油性、非粘着性などの指標となる。この
濡れにくい表面はγC<約15dyn/cmのときに得られ、
このような特性を与えるパーフルオロカーボンシラン化
合物はパーフルオロアルキル基の炭素数で7以上のもの
である。また同じ長さのパーフルオロアルキル基でも炭
化水素鎖の構造によりγCは異なりアミド基、スルホン
酸アミド基、カルボン酸アミド基などの極性基を導入し
たものが低γCとなるので、例えば前述のg式で示した
N−〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕パーフル
オロヘプチルカルボン酸アミドや、i式で示したN−
〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕−N−n−プ
ロピルパーフルオロオクチルスルホン酸アミドなどを使
用するのが好ましい。The properties of the perfluorocarbon surface are evaluated by the critical surface tension γ C. That is, unless the liquid has a surface tension equal to or lower than the critical surface force γ C , the perfluorocarbon surface cannot be wetted. Therefore, the smaller the γ C is, the harder the surface is obtained. It can be used as an index for water / oil repellency, non-adhesiveness, etc. This non-wetting surface is obtained when γ C <about 15 dyn / cm,
The perfluorocarbon silane compound which gives such characteristics has 7 or more carbon atoms in the perfluoroalkyl group. Further, even if the perfluoroalkyl group has the same length, γ C differs depending on the structure of the hydrocarbon chain, and a low γ C is obtained by introducing a polar group such as an amide group, a sulfonic acid amide group or a carboxylic acid amide group. N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] perfluoroheptylcarboxylic acid amide represented by the formula g or N-represented by the formula i
It is preferable to use [3- (trimethoxysilyl) propyl] -Nn-propyl perfluorooctyl sulfonic acid amide and the like.
ここで参考のために先に例示した各パーフルオロカーボ
ンシラン化合物のγC(単位:dyn/cm)を列挙すると次
の通りである。Here, γ C (unit: dyn / cm) of each of the perfluorocarbon silane compounds exemplified above for reference is listed below.
a:20.6、b:17.3、c:13.8、d:1
5.3、e:17.4、f:15.5、g:14.4、
h:13.0、i:13.0、j:14.7、k:1
4.0、l:10.6、m:10.4。a: 20.6, b: 17.3, c: 13.8, d: 1
5.3, e: 17.4, f: 15.5, g: 14.4,
h: 13.0, i: 13.0, j: 14.7, k: 1
4.0, 1: 10.6, m: 10.4.
またインテグラルブレンドの場合にもパーフルオロアル
キル基の炭素数が多いものほど、表面層に配向しやすく
なるので、この炭素数も7以上のものが好ましい。Also in the case of integral blend, the more carbon number of the perfluoroalkyl group, the easier the orientation to the surface layer. Therefore, the carbon number is preferably 7 or more.
ゴムブレードおよびゴムロールに対する処理方法は、ゴ
ムブレードの場合摩耗を前提とするためインテグラルブ
レンド法が好ましく、ゴムロールの場合にはコーティン
グ法でもよいが、コーティングによるパーフルオロカー
ボンシラン層の厚さが0.1〜0.5g/m2と薄く、塗
膜の耐久性に問題があるので、これもインテグラルブレ
ンド法によるのが好ましい。As a treatment method for the rubber blade and the rubber roll, an integral blend method is preferable in the case of a rubber blade because abrasion is a prerequisite, and a coating method may be used in the case of a rubber roll, but the thickness of the perfluorocarbon silane layer by coating is 0.1. Since it is as thin as 0.5 g / m 2 and there is a problem in the durability of the coating film, it is also preferable to use the integral blend method.
さらに、送紙性を考慮してゴム硬さ(JIS−A)が3
0〜40°Hsで、パーフルオロカーボンシラン化合物を
含まないゴム材料をコア(第3図17)とし、ゴム硬さ
(JIS−A)が60〜70°Hsで、上記シラン化合物
をインテグラルブレンドしたゴム材料を表面層(第3図
18)としたゴムロールにすると、比較的高価なこのシ
ラン化合物の節約になる上、一般の2層押出し法によっ
て製造できるので、最終ロール製品コストを安価に抑え
ることができる。Furthermore, rubber hardness (JIS-A) is 3 in consideration of paper feeding.
A rubber material containing no perfluorocarbon silane compound was used as a core (FIG. 17) at 0 to 40 ° Hs, and rubber hardness (JIS-A) was 60 to 70 ° Hs, and the above silane compound was integral blended. If a rubber roll having a surface layer (FIG. 3) is used as the rubber material, the cost of this silane compound, which is relatively expensive, can be saved, and since the product can be produced by a general two-layer extrusion method, the cost of the final roll product can be kept low. You can
このパーフルオロカーボンシラン化合物のシリコーンゴ
ムなどのゴム材料へのインテグラルブレンドは、このシ
ラン化合物の100%原液を2本ロール、バンバリーミ
キサーなどの一般的なゴム混練装置を用いてゴムコンパ
ウンド中に練り込み加工することによって行なわれる。
この際のゴム材料100重量部に対する上記シラン化合
物のブレンドの割合は、摩擦係数を実験的に測定しなが
ら0.5〜5重量部の範囲内において適宜選択するのが
よい。Integral blending of this perfluorocarbon silane compound into a rubber material such as silicone rubber is carried out by kneading a 100% stock solution of this silane compound into a rubber compound using a general rubber kneading device such as a two roll or Banbury mixer. It is performed by processing.
At this time, the ratio of the blend of the silane compound to 100 parts by weight of the rubber material may be appropriately selected within the range of 0.5 to 5 parts by weight while experimentally measuring the friction coefficient.
一方、このシラン化合物をコーティングするときは、こ
の化合物をエチルアルコール、イソプロピルアルコール
などの有機溶媒に溶かした後、ゴムブレードまたはゴム
ロールなどの基材表面に、浸漬、スプレー、刷毛塗り等
の手段によってコーティングし、100℃前後の温度で
5〜30分間加熱乾燥するこおによって行なわれる。コ
ーティング塗膜の厚さは0.05〜0.5g/m2の範囲
から選択するとよいが、一般に0.1g/m2でフッ素樹
脂並の表面が形成され、本発明のゴム状表層材はトナー
粒子やPPC紙によって摩耗を受けるので約0.5g/
m2とするのが望ましい。On the other hand, when coating this silane compound, after dissolving this compound in an organic solvent such as ethyl alcohol or isopropyl alcohol, the surface of the base material such as a rubber blade or a rubber roll is coated by means such as dipping, spraying or brush coating. Then, it is heated and dried at a temperature of around 100 ° C. for 5 to 30 minutes. The thickness of the coating paint film is may be selected from the range of 0.05 to 0.5 g / m 2, typically the surface of the fluororesin parallel with 0.1 g / m 2 is formed, a rubber-like surface layer material of the present invention Approximately 0.5 g / because it is worn by toner particles and PPC paper
It is preferable to set m 2 .
以上、ゴム状表層材を設けた物品としてゴムロール、ゴ
ムブレードを例として説明したが、本発明は摩擦係数が
小さくて、粘着性がなく耐汚染性に優れた特性が生かさ
れる分野であれば、これらの用途に限られるものではな
く、例えば、静電電子写真装置内におけるガイド、各種
抑え板等の表層材として適用することができる。As above, the rubber roll as the article provided with the rubber-like surface layer material, the rubber blade has been described as an example, but the present invention has a small friction coefficient, and is a field in which the excellent adhesive resistance without stickiness is utilized. The invention is not limited to these applications, and can be applied as a surface layer material such as a guide and various restraining plates in an electrostatic electrophotographic apparatus.
(発明の作用) 本発明によるゴム状表層材は、ゴム基材にパーフルオロ
カーボンシラン化合物をインテグラルブレンドまたはコ
ーティングしてなるものであるため、摩擦係数が小さく
て、粘着性がなく耐汚染性に優れ、静電電子写真装置に
おける現像機用摩擦帯電ブレードや定着ロールなどとし
て極めて有用である。(Effect of the Invention) The rubber-like surface layer material according to the present invention is an integral blend or coating of a rubber base material with a perfluorocarbon silane compound, and therefore has a low friction coefficient, no tackiness, and stain resistance. It is excellent and extremely useful as a triboelectric charging blade for developing machines and fixing rolls in electrostatic electrophotographic devices.
(実施例および比較例) 以下、本発明の代表的な実施態様を実施例および比較例
により説明する。(Examples and Comparative Examples) Hereinafter, typical embodiments of the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.
実施例1.および比較例1. ゴム硬さ(JIS−A)50°HsのシリコーンゴムKE
−951U(信越化学工業(株)製、商品名)100重
量部に対し、加硫剤C−8(信越化学工業(株)製、商
品名)2重量部を混練した後、N−〔3−(トリメトキ
シシリル)プロピル〕−N−n−プロピルパ−フルオロ
オクチルスルホン酸アミドMF−160(三菱金属
(株)製、商品名)を2重量部配合したゴムコンパウン
ドAを調製した。Example 1. And Comparative Example 1. Silicone rubber KE with rubber hardness (JIS-A) 50 ° Hs
After kneading 2 parts by weight of vulcanizing agent C-8 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) with 100 parts by weight of 951 U (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), N- [3 A rubber compound A was prepared by mixing 2 parts by weight of-(trimethoxysilyl) propyl] -Nn-propylpa-fluorooctylsulfonic acid amide MF-160 (trade name, manufactured by Mitsubishi Metals Co., Ltd.).
また、この配合からMF−160を除いたゴムコンパウ
ンドBも調製した。A rubber compound B was also prepared by removing MF-160 from this formulation.
つぎに、プレス成形により厚さ0.1mm×幅25mm×長
さ300mmのSUS304鋼帯の表面に第2図に示すよ
うに幅方向端部を揃えて、厚さ1mm×幅10mm×長さ3
00mmのゴムシートを上記ゴムコンパウンドAおよびB
を用いて一体成形し、摩擦帯電ブレードAおよびBを作
製した。摩擦帯電ブレードBは現行使用のものに相当す
る。Next, as shown in FIG. 2, the end portions in the width direction are aligned on the surface of a SUS304 steel strip having a thickness of 0.1 mm × a width of 25 mm × a length of 300 mm by press forming, and a thickness of 1 mm × a width of 10 mm × a length of 3
Apply a rubber sheet of 00 mm to the above rubber compounds A and B
Were integrally molded by using to prepare triboelectric charging blades A and B. The triboelectric charging blade B corresponds to the one currently used.
この摩擦帯電ブレードの動摩擦係数を摩擦測定器TR型
((株)東洋精機製作所製、商品名)により摩擦速度5
00mm/分で測定したところ、帯電ブレードBが1.2
5であるのに対し、帯電ブレードAは0.85であっ
た。The friction coefficient of this frictional charging blade was measured by a friction measuring device TR type (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, Ltd., trade name) to obtain a friction speed of 5
When measured at 00 mm / min, the charging blade B shows 1.2
5, the value of the charging blade A was 0.85.
また、帯電ブレード摩耗試験用現像機FX−2700
(富士ゼロックス(株)製、商品名)において、この現
像ロール(φ25mm)の表面を#800番紙やすりで軸
方向に研摩し、エチルアルコールで清掃した後、これが
線圧0.3kg/cmで押圧されるように摩擦帯電ブレード
を取付け、トナー(黒)B228(富士ゼロックス
(株)製、商品名)を供給しながら現像ロールを周速6
00mm/sec(460rpm)で60分間回転させ、ブレー
ドの摩耗深度を測定した。この結果、現行品相当の帯電
ブレードBが摩耗深度11〜12μmであったのに対
し、帯電ブレードAは6〜7μmという低い値であり、
現行品の2倍の摩耗耐久性を示した。また帯電ブレード
A、B共トナー層は厚さ20〜30μmで均一に形成さ
れており、トナー固着による目詰まり等は発生しなかっ
た。Further, a developing machine FX-2700 for charging blade abrasion test
(Fuji Xerox Co., Ltd. product name), the surface of this developing roll (φ25 mm) was axially sanded with # 800 sandpaper, and after cleaning with ethyl alcohol, this was applied at a linear pressure of 0.3 kg / cm. The development roller was rotated at a peripheral speed of 6 while the friction charging blade was attached so as to be pressed and toner (black) B228 (trade name, manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) was supplied.
The blade was rotated at 00 mm / sec (460 rpm) for 60 minutes to measure the wear depth of the blade. As a result, the charging blade B equivalent to the current product had a wear depth of 11 to 12 μm, whereas the charging blade A had a low value of 6 to 7 μm.
It showed twice as much wear durability as the current product. The toner layers for both charging blades A and B were evenly formed with a thickness of 20 to 30 μm, and clogging due to toner adhesion did not occur.
実施例2 ゴム硬さ(JIS−A)70°HsのシリコーンゴムKE
−172U(信越化学工業(株)製、商品名)100重
量部に対して、加硫剤C−2(信越化学工業(株)製、
商品名)2重量部を配合した後、N−〔3−(トリメト
キシシリル)プロピル〕パーフルオロヘプチルカルボン
酸アミド、MF−150(三菱金属(株)製、商品名)
を2重量部配合したゴムコンパウンドA2を調製した。
つぎに、ゴム硬さ(JIS−A)25°Hsのシリコーン
ゴムSE1642U(トーレシリコン(株)製、商品
名)100重量部に対して、加硫剤RC−2FD(トー
レシリコン(株)製、商品名)1重量部を配合し、2層
押出し/熱空気加硫法によって軟質層直径22mm、硬質
層肉厚1.5mm、すなわち外径25mmのシリコーンゴム
ロールを成型した。これをPPCの定着ロールのバック
アップロールとして使用したところ、トナー付着性が少
なく送紙性もよい使用状況であった。Example 2 Silicone rubber KE having a rubber hardness (JIS-A) of 70 ° Hs
-172 U (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name) to 100 parts by weight of vulcanizing agent C-2 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.,
Trade name) After blending 2 parts by weight, N- [3- (trimethoxysilyl) propyl] perfluoroheptylcarboxylic acid amide, MF-150 (trade name, manufactured by Mitsubishi Metals Co., Ltd.)
2 parts by weight of rubber compound A2 was prepared.
Next, with respect to 100 parts by weight of silicone rubber SE1642U (manufactured by Toray Silicon Co., Ltd., trade name) having a rubber hardness (JIS-A) of 25 ° Hs, a vulcanizing agent RC-2FD (manufactured by Torre Silicon Co., Ltd., 1 part by weight of the product) was blended and a silicone rubber roll having a soft layer diameter of 22 mm and a hard layer thickness of 1.5 mm, that is, an outer diameter of 25 mm was molded by a two-layer extrusion / hot air vulcanization method. When this was used as a backup roll of a fixing roll of PPC, it was in a usage state in which toner adhesion was low and paper feeding property was good.
(発明の効果) 本発明によるゴム状表送信機材は、シリコーンゴムなど
のゴム基材に、パーフルオロカーボンシラン化合物を一
般的な混練手法であるインテグラルブレンドまたは簡単
なコーティング法によって、パーフルオロカーボンの層
を形成したもので、この表面層は硬質感、撥水・撥油
性、非粘着性などの特性を有する。(Effects of the Invention) The rubber-like surface transmission device according to the present invention comprises a perfluorocarbon layer formed on a rubber substrate such as silicone rubber by an integral blending method which is a general kneading method or a simple coating method. The surface layer has characteristics such as a hard feeling, water / oil repellency, and non-adhesiveness.
この表層材はまた、インテグラルブレンドの場合にはゴ
ム基材に対する上記シラン化合物の配合割合を、コーテ
ィングの場合には溶媒に対する上記シラン化合物の溶解
割合を、それぞれ制御することによって、その摩擦係数
を任意に調整することができる。This surface layer material also controls the friction coefficient by controlling the compounding ratio of the silane compound to the rubber base material in the case of integral blending, and the dissolution ratio of the silane compound in the solvent in the case of coating, respectively. It can be adjusted arbitrarily.
このため、これを帯電摩擦ブレードに応用した場合に
は、従来のシリコーンゴムブレードに比べて摩擦係数を
低下させることができ、トナー層形成時の耐摩耗性が向
上するので、中・高速PPCへの対応が可能になる。Therefore, when this is applied to a charging friction blade, the friction coefficient can be reduced as compared with the conventional silicone rubber blade, and the abrasion resistance at the time of forming the toner layer is improved. Will be possible.
とりわけ、この表層材のゴム基材としてシリコーンゴム
を選択したときは、これが常に新しい表面を露出させる
というトナー層形成時の基本要求を満たしており、他の
ゴム材料を使用したときのようなトナーの固着による層
形成障害を起こさない。Above all, when silicone rubber is selected as the rubber base material for the surface layer material, this satisfies the basic requirement for forming a toner layer that always exposes a new surface, and the toner like when using other rubber materials is used. Does not cause a layer formation failure due to the sticking of.
一方、定着ロール等のゴムロールの場合には、ロール内
層は柔らかく、表層に硬質感を与え、かつ非粘着面とす
ることができるので、送紙性がよく、またトナーの付着
しないロールを得ることができ、この性質は他の送紙ロ
ールやプラテンロールに応用しても有効である。On the other hand, in the case of a rubber roll such as a fixing roll, since the inner layer of the roll is soft, the surface layer has a hard feeling, and can be made a non-adhesive surface, the paper feeding property is good, and a roll to which toner does not adhere is obtained. This property is also effective when applied to other paper feed rolls and platen rolls.
さらに、O−リングパッキングをはじめ、ゴムキャッ
プ、ゴムスポイト、ゴムチューブなどのメディカルパー
ツには、従来からシリコーンゴム製品が使われている
が、このシリコーンゴム製品は粘着性があって自動整列
機で整列しにくく自動セットが困難であったのを、本発
明品の適用により自動セットが容易になる。Furthermore, silicone rubber products have been conventionally used for medical parts such as O-ring packing, rubber caps, rubber droppers, and rubber tubes, but these silicone rubber products are adhesive and can be automatically aligned. Although it was difficult to align and automatic setting was difficult, the automatic setting becomes easy by applying the product of the present invention.
また、ファクシミリなどのサーマルプリンターのプラテ
ンロールは、帯電防止のために導電性ゴムロールが用い
られているが、サーマルヘッドで紙をプラテンロールに
押圧すると、カーボン配合導電性ゴムロールの場合、紙
が黒く汚れるため、通常、価格の高い酸化アンチモンド
ープ・酸化チタン・酸化すず粉末を配合した白色導電性
ゴムロールが使用されている。しかし、カーボン配合導
電性ゴムロールに本発明の表層材を適用することによ
り、紙汚れのない安価な導電性ゴムロールを提供でき
る。In addition, the platen roll of a thermal printer such as a facsimile uses a conductive rubber roll to prevent static electricity, but when the paper is pressed against the platen roll by the thermal head, the carbon-blended conductive rubber roll stains the paper black. For this reason, a white conductive rubber roll containing an expensive antimony oxide-doped titanium oxide / tin oxide powder is usually used. However, by applying the surface layer material of the present invention to a carbon-containing conductive rubber roll, it is possible to provide an inexpensive conductive rubber roll free from paper stains.
さらに、Ag、Ni、Cu等の金属粉末を配合した導電
性ゴムがインターコネクターや電磁波シールド材料に使
用され、またSm・Co磁性粉やNd−Fe−B磁性粉
等を配合したゴム磁石がモーター等に使用されている
が、これに本発明品を適用すると、ゴム基材表面に撥水
性を与えるので、これまで性能劣化が問題となっていた
金属成分の酸化が効果的に防止できる。Further, a conductive rubber containing a metal powder such as Ag, Ni, or Cu is used as an interconnector or an electromagnetic wave shield material, and a rubber magnet containing a Sm / Co magnetic powder or Nd-Fe-B magnetic powder is a motor. However, when the product of the present invention is applied to the rubber base material surface, it imparts water repellency to the surface of the rubber base material, so that the oxidation of metal components, which has been a problem of performance deterioration, can be effectively prevented.
図面はいずれも本発明の実施例に係わり、第1図は現像
装置の縦断面図、第2図は第1図の装置で用いられる摩
擦帯電ブレードの斜視図、第3図は定着装置の縦断面図
である。 (図面の符号の説明) 1……現像装置、2……ホッパー状容器 3……現像ロール、4……摩擦帯電ブレード 5……リカバリングブレード 6……トナー粒子、7……感光ドラム 8……バネ性鋼帯、9……ゴムシート 10……取付け孔、11……ヒートロール 12……ヒーター、13、16……金属コア 14……フッ素樹脂被覆層 15……バックアップロール 17……軟質ゴム層、18……硬質ゴム層 19……PPC紙、20……トナーパターンEach of the drawings relates to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a vertical sectional view of a developing device, FIG. 2 is a perspective view of a friction charging blade used in the device of FIG. 1, and FIG. 3 is a vertical section of a fixing device. It is a side view. (Explanation of reference numerals in the drawings) 1 ... Developing device, 2 ... Hopper-like container 3 ... Developing roll, 4 ... Friction charging blade 5 ... Recovering blade 6 ... Toner particles, 7 ... Photosensitive drum 8 ... ... Spring steel strip, 9 ... Rubber sheet 10 ... Mounting hole, 11 ... Heat roll 12 ... Heater, 13,16 ... Metal core 14 ... Fluororesin coating layer 15 ... Backup roll 17 ... Soft Rubber layer, 18 ... Hard rubber layer 19 ... PPC paper, 20 ... Toner pattern
Claims (3)
合物をインテグラルブレンドまたはコーティングしてな
るゴム状表層材。1. A rubber-like surface layer material obtained by integral blending or coating a perfluorocarbon silane compound on a rubber base material.
もその表層部に設けてなるゴムロール。2. A rubber roll provided with the rubber-like surface layer material according to claim 1 on at least the surface layer portion.
もその表層部に設けてなるゴムブレード。3. A rubber blade comprising the rubber-like surface layer material according to claim 1 provided on at least the surface layer portion thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1199093A JPH0643118B2 (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Rubber surface material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1199093A JPH0643118B2 (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Rubber surface material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361533A JPH0361533A (en) | 1991-03-18 |
| JPH0643118B2 true JPH0643118B2 (en) | 1994-06-08 |
Family
ID=16401999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1199093A Expired - Lifetime JPH0643118B2 (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Rubber surface material |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0643118B2 (en) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| CA2132783C (en) * | 1993-10-18 | 2001-12-25 | Leonard Pinchuk | Lubricious silicone surface modification |
| JP3966578B2 (en) * | 1997-05-19 | 2007-08-29 | 信越ポリマー株式会社 | Semiconductive roll and developing device |
| JP6485993B2 (en) * | 2013-02-15 | 2019-03-20 | 凸版印刷株式会社 | Lid and its manufacturing method |
| JP2021047304A (en) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | コニカミノルタ株式会社 | Fixing member, manufacturing method therefor, and electrophotographic image forming device |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP1199093A patent/JPH0643118B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361533A (en) | 1991-03-18 |
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