JPH0361533A - Rubbery surface layer material - Google Patents
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Abstract
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**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 (Industrial Application Field) The present invention relates to a charging device 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 material useful for blades, fixing rolls, etc., and in particular to a rubber-like surface material that has a small coefficient of friction, is non-adhesive, and has 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 triboelectric charging blades, fixing rolls, etc. of electrostatic electrophotographic devices.
この静電電子写真プロセスは静電N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−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L
BP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。In this electrostatic electrophotographic process, an electrostatic N image is developed and visualized using a charged powder called toner.
(2) In the case of PPC, an analog optical system such as an exposure lamp, lens, mirror, etc.
In the case of BP, an exposure process that uses a laser scanning optical system such as a polygon mirror to form an electrostatic latent image with a (+) charge corresponding to each original pattern on the photosensitive drum; (3)
A magnet roll (hereinafter referred to as a developing roll) on which a thin layer of (-) charged toner is attached is brought into contact with the photosensitive drum, and the toner is transferred onto the (+)-charged electrostatic latent image to form a toner pattern. (4) A transfer corona discharger supplies (+) charge from the back of the paper to transfer the toner pattern on the photosensitive drum to transfer plain paper (hereinafter referred to as PPC paper), and then the photosensitive drum Transfer process for peeling off PPC paper: (5) P with toner pattern attached
PC paper is passed through a nip of a fixing roll consisting of a heat roll and a backup roll.
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。A fixing process in which 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10〜100μ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P
PCに採用されつつある。There are two types of PPC development methods: a one-component development method that uses a non-magnetic toner alone, and a two-component development method that uses a non-magnetic toner mixed with a magnetic particle carrier such as iron powder or ferrite powder with a particle size of 10 to 100μ. Conventionally, the latter was the mainstream, but the former has a simple, compact, and
Because it has the advantage of not requiring toner concentration control or stirring mechanism, it has recently become popular to use low-speed printers such as personal copy machines.
It is being adopted in PCs.
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5〜25Im、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
ーティングしている。This non-magnetic toner consists of a thermoplastic resin binder (copolymerized polyester, polyethylene, styrene-acrylonitrile copolymer resin, etc.), a colorant (carbon black in the case of black toner), a charge control agent (electron-accepting organic compound, etc.) and Contains other additives (hydrophobic silica, metal salts of fatty acids, etc.) Particle size: 5-25Im, Softening point: 70-8
These particles are amorphous or spherical particles at 0° C. In a two-component development system, they are mixed with the above-mentioned magnetic particle carrier and coated with toner on a photosensitive drum using 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l成分
系現象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 charged friction blade is used in the above-mentioned l-component type phenomenon method using non-magnetic toner, and with a simple mechanism of pressing this blade against the developing roll, the toner is charged with a (-) charge and a constant thickness is applied to the developing roll surface. This forms a 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、この現像装置上はホ
ッパー状容器2と現像ロールジ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、銅帯に設けた取付は孔10
により第1図のように現像装置にセットして用いる。Here, this process will be explained in detail according to the attached drawings. As shown in FIG. Due to the rotation of the developing roll 3 having minute irregularities on the surface, toner particle groups 6
reaches the pressure of the blade 4 where it is sheared to form a uniform thin layer of toner. ■During this process of thinning, the toner particles are subjected to frictional shear from the blades and rolls (-
) acquire a charge. (2) 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 charged friction blade is made by integrally molding a rubber sheet 9 of a certain thickness on one side of a spring steel strip 8 made of stainless steel, etc., and is attached to the copper strip through a hole 10.
Therefore, it is used by setting it in a developing device as shown in FIG.
(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、
r優」とされるものには、天然ゴム、IR,SBR,B
RlCR,EVA、C8M、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,I IR,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、トナ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) If a friction-charging blade made of a rubber material with excellent wear resistance is used, toner will stick to the contact surface between the blade and the developing roll and inhibit layer formation. Among these, silicone rubber is used because it has the poorest wear resistance. (Looking at the abrasion resistance in the JIS rubber material performance comparison table,
Items that are considered to be "R" include natural rubber, IR, SBR, and B.
RlCR, EVA, C8M, chlorinated polyethylene, urethane rubber, fluororubber, etc. are considered "good", while NBR, IIR, EPDM, epichlorohydrin rubber, acrylic rubber, etc. are also "fair". To things,
Silicone rubber is mentioned. ) According to the results of experiments conducted by the present inventors, rubbers other than silicone rubber are unsuitable for use as a friction charging blade because they cause layer formation inhibition due to toner adhesion. In short, the required characteristic for this blade material is that it wears away due to the formation of a toner layer 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 with medium and high speed PPC support. In other words, while low-speed PPCs such as personal copiers can copy 5 to 15 A4 sheets per minute, medium-speed PPCs are required to copy 20 or more pages, and high-speed PPCs are required to copy 50 or more sheets per minute. When a triboelectrically charged blade is used in medium-to-high speed PPC, the problem is that it wears out quickly and must be replaced frequently, making maintenance complicated.
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フツ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。On the other hand, in the above fixing process (Fig. 3), the heat roll 11 is required to have high heat resistance and good releasability from the toner, so the metal core (cylinder) 13 containing the heater 12 is 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.
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。In addition, the backup roll 15 is required to be heat resistant, to have excellent compression recovery properties in this high temperature range, and toner releasability and paper feeding properties (paper does not wrap around the roll), so a silicone rubber roll is required. used. especially,
For this purpose, from the viewpoint of paper feeding properties, it is better for the entire roll system to be flexible and the surface layer to be hard, so we applied the silicone rubber sponge core to the surface.
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(ロンドまたはシリン
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RT■シリ
コーンゴムと呼ぶ)18を注入して、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
は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。A silicone rubber layer with a rubber hardness (JIS-A) of 50 to 70"Hs is used. However, this backup roll is first coated with silicone rubber on a metal core (rondo or cylinder) 16 by a mold foam press molding method. After the sponge 17 is integrally molded, the surface is polished, and it is set at the axial center of a cylindrical casting mold to form the final roll shape, and room temperature or low temperature vulcanized silicone is poured from the axial end of this mold. It is manufactured using a complicated method of injecting rubber (hereinafter referred to as RT silicone rubber) 18 and pulling it out of the mold after curing, which increases costs. The drawback is that the toner releasability is not good and it gets dirty easily.On the other hand, rolls made of fluororubber alone have a high material cost and have a rubber hardness (JIS-A) of 60'Hs.
Because of the above-mentioned hard materials, paper feeding properties are poor.
(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 rubber blade that solves the above-mentioned disadvantages. The main purpose of this document is to ensure that the
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、感光ドラムに残習したト
ナーを削り落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、PPc
、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、NBI<、CR1
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 mentioned above, it is desirable to select silicone rubber as the material used as the rubber base material in the rubber-like surface material of the present invention. It can also be used as a cleaning blade to scrape off and clean residual toner, and in the case of rubber rolls, it can also be used on platen rolls for facsimiles, thermal printers, etc.
, fluororubber, urethane rubber, EPDM, NBI <, CR1, considering that it can be used for various paper feed rolls such as facsimiles, printers, word processors, and personal computers.
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(−0CH,)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 is represented by the general formula [wherein, OR is an alkoxy group such as a methoxy group (-0CH,), and X is 2 or 3].
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
(−8i(OR))が水溶液中、空気中の水分。When this silane compound is coated as a solvent solution or an aqueous solution on the surface of a base material such as a rubber blade or a rubber roll, the alkoxysilane group (-8i (OR)) absorbs moisture from the air in the aqueous solution.
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[−8i(OH))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
。Alternatively, it is hydrolyzed by moisture adsorbed on the substrate surface to form a silanol group [-8i(OH)), which forms a hydrogen bond with the hydroxyl group on the substrate surface or undergoes a dehydration condensation reaction to form a strong bond. A perfluoroalkyl group (CnF2n+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。Furthermore, when this silane compound is integrally blended into a rubber base material to form a rubber blade or rubber roll having it at least in the surface layer, the silane compound migrates to the surface layer of the rubber base material, and perfluoroalkyl groups are arranged. . The surface of the perfluorocarbon obtained in this way has a hard texture.
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にのパーフルオ
ロカーボンシラン化合物としては、
a : CF、CH,CH,S i (OCH,)3b
:CF、(CF、)3CH,CH,5i(OCR,)
3c : CF3(CFi)7CH2CH2Si(OC
H))3CF、(CF、)、CH,CH,5i(OCR
,)!e :CF3(cFs)、coocH,cH2c
H2s 1(OCH3)3f :CF、(CF、)、C
08CH,CH,CH25i(OCH,)。Perfluorocarbon silane compounds that have properties such as water repellency, oil repellency, and non-adhesiveness and reduce the coefficient of friction on the surface of rubber moldings include a: CF, CH, CH, Si (OCH, )3b
:CF, (CF,)3CH,CH,5i(OCR,)
3c: CF3(CFi)7CH2CH2Si(OC
H))3CF, (CF, ), CH, CH, 5i (OCR
,)! e: CF3 (cFs), coocH, cH2c
H2s 1(OCH3)3f: CF, (CF,), C
08CH, CH, CH25i (OCH,).
g : CF 3 (CF a)s CON HCHz
CHz CHz S i(OCz Hs)sh:OF
、(CF、)7So2NHCH,CH,CH,5L(O
CH3)3j :CF3(CF、)、CH,CH,SC
H,CH,5i(OCH3)ik:CF3(CF’t)
sCHICH!SCH,CH,5L(OCH3)3Go
(CF、)、CF3
1 : CF、(CF2)、C0NHCH,CH,NC
H2CH,CH。g: CF3(CFa)s CON HCHz
CHz CHz S i (OCz Hs)sh:OF
, (CF,)7So2NHCH,CH,CH,5L(O
CH3)3j: CF3 (CF, ), CH, CH, SC
H,CH,5i(OCH3)ik:CF3(CF't)
sCHICH! SCH,CH,5L(OCH3)3Go
(CF,), CF3 1: CF, (CF2), C0NHCH, CH, NC
H2CH,CH.
(cHio)asi
SQ、(CF、)、CF3
rn: CF、(CF2)7SO,NHCH,CH,N
CH,CH,CH。(cHio)asi SQ, (CF, ), CF3 rn: CF, (CF2)7SO, NHCH, CH, N
CH, CH, CH.
(CHaO)3Si などが例示される。(CHaO)3Si Examples include.
パーフルオロカーボン表面の特性は臨界表面張力γ に
よって評価される。すなわち、臨界表面張力γ 以下の
表面張力を持つ液体でなければ、に
のパーフルオロカーボン表面を濡らすことかできないの
で、γ 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γ 〈約15d
yn/amのときに得られ。The properties of perfluorocarbon surfaces are evaluated by the critical surface tension γ. In other words, only a liquid with a surface tension less than the critical surface tension γ can wet the perfluorocarbon surface, so the smaller γ is, the more difficult it is to wet the surface, and this difficulty in wetting is due to the hardness, It is an indicator of water repellency, oil repellency, non-adhesiveness, etc. This hard-to-wet surface is γ 〈approx. 15d
Obtained when yn/am.
に
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γ 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γ。The perfluorocarbon silane compound that provides the above characteristics has a perfluoroalkyl group having 7 or more carbon atoms. Even for perfluoroalkyl groups of the same length, γ differs depending on the structure of the hydrocarbon chain, and those with polar groups such as amide groups, sulfonic acid amide groups, and carboxylic acid amide groups have a lower γ.
どなるので1例えば前述のg式で示したN −[3−(
トリメトキシシリル)プロピルコア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。For example, N −[3−(
It is preferable to use trimethoxysilyl)propyl core fluoroheptylcarboxylic acid amide, N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-N-n-propylperfluorooctylsulfonic acid amide shown by formula i, 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γ (単位:dyn/am)を列挙す
ると次の通りである。Here, for reference, the γ (unit: dyn/am) of each perfluorocarbon silane compound exemplified above is listed as follows.
a : 20.6、b:17.3、c:13.8、d:
15.3、 a : 17.4、 f:15.5、
g:14゜4、h : 13.0、i :13.
O,j :14.7、k :14.O,l :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。a: 20.6, b: 17.3, c: 13.8, d:
15.3, a: 17.4, f: 15.5,
g: 14°4, h: 13.0, i: 13.
O,j: 14.7, k: 14. O,l: 10
.. 6. m: 10.4° Also in the case of an integral blend, the perfluoroalkyl group with a larger number of carbon atoms is more likely to be oriented in the surface layer, so it is preferable that the number of carbon atoms is 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/rrr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 for the treatment method for rubber blades and rubber rolls, in the case of rubber blades, the integral blending method is preferable since wear is assumed, and in the case of rubber rolls, the coating method may be used, but if the thickness of the perfluorocarbon silane layer by coating is 0.1 Since the coating film is as thin as ~0.5 g/rrr and there is a problem in the durability of the coating film, it is also preferable to use the integral blending method.
さらに、送紙性を考慮してゴム硬さ(J I S −A
)が30〜40’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, in consideration of paper feeding properties, rubber hardness (JIS-A
) is 30 to 40'Hs and a rubber material containing no perfluorocarbon silane compound is used as the core (Fig. 3 17),
If the rubber roll has a rubber hardness (JIS-A) of 60 to 70'Hs and has a surface layer made of a rubber material that is an integral blend of the above-mentioned silane compound (Fig. 3, 18), the relatively expensive silane compound can be saved. Moreover, since it can be manufactured by a general two-layer extrusion method, the cost of the final roll product can be kept low.
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−などの−船釣なゴム混線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。Integral blending of this perfluorocarbon silane compound into rubber materials such as silicone rubber is carried out by mixing two rolls of 100% stock solution of this silane compound into a rubber compound using a rubber mixer such as a Banbury mixer. This is done by kneading.
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。In this case, the ratio of the blend of the silane compound to 100 parts by weight of the rubber material is preferably selected within the range of 0.5 to 5 parts by weight while experimentally measuring the coefficient of friction.
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。On the other hand, when coating this silane compound, dissolve this compound in an organic solvent such as ethyl alcohol or isopropyl alcohol, and then apply it to the surface of a base material such as a rubber blade or rubber roll.
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
こと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/rfの範囲から選択するとよいが、
一般に0.1g/rrf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/rdとするのが望ま
しい。This is done by coating by dipping, spraying, brushing, etc., and then heating and drying at a temperature of about 100° C. for 5 to 30 minutes. The thickness of the coating film is 0
.. It is recommended to select from the range of 0.05 to 0.5 g/rf,
Generally, at 0.1 g/rrf, a surface comparable to that of a fluororesin is formed, and since the rubber-like surface layer material of the present invention is subject to wear by toner particles and PPC paper, it is desirable to set the amount at about 0.5 g/rrf.
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1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。The above description has been made using rubber rolls and rubber blades as examples of articles provided with rubber-like surface materials, but the present invention is applicable to any field where the characteristics of having a small coefficient of friction, no stickiness, and excellent stain resistance are utilized. The present invention is not limited to these uses, and can be used, for example, as a surface layer material for guides, various holding plates, etc. in electrostatic electrophotographic devices.
(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6
(実施例および比較例)
以下1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。(Action of the invention) The rubber-like surface material according to the present invention is made by integrally blending or coating a perfluorocarbon silane compound on a rubber base material, so it has a small friction coefficient, is non-sticky, and has stain resistance. It is excellent and extremely useful as a triboelectric charging blade for a developing machine, a fixing roll, etc. in an electrostatic electrophotographic device.6 (Examples and Comparative Examples) Below, one typical embodiment of the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples. .
実施例1.および比較例1゜
ゴム硬さ(J l5−A)50” Hsのシリコーンゴ
ムKE−951U(信越化学工業■製、商品名)100
重量部に対し、加硫剤C−8(信越化学工業■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−プロピルパーフルオロオ
クチルスルホン酸アミドMF−160(三菱金属■製、
商品名)を2重量部配合したゴムコンパウンドA&!1
製した、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。Example 1. and Comparative Example 1 Silicone rubber KE-951U (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name) with a rubber hardness (J l5-A) of 50"Hs 100
After kneading 2 parts by weight of vulcanizing agent C-8 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name) per part by weight, N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-Nn-propylperfluorooctyl Sulfonic acid amide MF-160 (Mitsubishi Metals ■,
Rubber compound A&! containing 2 parts by weight of product name). 1
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 、1 m X幅25
■×長さ300mの5US304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1m X #I
10 tm x長さ300■のゴムシートを上記ゴムコ
ンパウンドAおよびBを用いて一体底形し、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, press molding to a thickness of 0,1 m x width of 25
■× On the surface of a 5US304 steel strip with a length of 300 m, align the ends in the width direction as shown in Figure 2, and make a thickness of 1 m.
A rubber sheet of 10 tm x 300 mm in length was formed into an integral bottom shape using the above rubber compounds A and B to produce triboelectric charging blades A and B. Frictionally charged blade B corresponds to that currently in use.
この摩擦帯電ブレードの動摩擦係数を摩擦測定器TR型
(−東洋精機製作所製、商品名)により摩擦速度500
m/分で測定したところ、帯電ブレードBが1.25で
あるのに対し、帯電ブレードAは0.85であった。The coefficient of kinetic friction of this triboelectrically charged blade was measured using a friction meter TR model (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, trade name) at a friction speed of 500.
When measured in m/min, charging blade B was 1.25, while charging blade A was 0.85.
また、帯電ブレード摩耗試験用現像機F’ X −27
00(富士ゼロックス■製、商品名)において、この現
像ロール(φ25m)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/as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■製、商品名)を供給しながら現像ロールを周速60
0mm/see (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11〜12μであったの
に対し、帯電ブレードAは6〜7μ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20〜30IU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。In addition, the developing machine F'X-27 for charging blade wear test
00 (manufactured by Fuji Xerox ■, trade name), the surface of this developing roll (φ25 m) was polished in the axial direction with #800 sandpaper, cleaned with ethyl alcohol, and then pressed with a linear pressure of 0.3 kg/as. Attach a friction charging blade so that
The blade was rotated at 0 mm/see (460 rpm) for 60 minutes, and the wear depth of the blade was measured. As a result, charging blade B, which is equivalent to the current product, had a wear depth of 11 to 12 μm, whereas charging blade A had a lower wear depth of 6 to 7 μm, showing twice the wear durability of the current product. Furthermore, the toner layers of charging blades A and B were uniformly formed to have a thickness of 20 to 30 IU, and no clogging due to toner adhesion occurred.
実施例2゜
ゴム硬さ(J I 5−A)70’ Hsのシリコーン
ゴムKE−172U(信越化学工業@製、商品名)10
0重量部に対して、加硫剤C−2(信越化学工業@製、
商品名)2重量部を配合した後。Example 2 Silicone rubber KE-172U (manufactured by Shin-Etsu Chemical @, trade name) with rubber hardness (J I 5-A) 70' Hs 10
Vulcanizing agent C-2 (manufactured by Shin-Etsu Chemical @,
Product name) After blending 2 parts by weight.
N−(3−(トリメトキシシリル)プロピルコパーフル
オロへブチルカルボン酸アミド、MF−150(三菱金
属■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5E1642U (トーレシリ
コン■製、商品名)100重量部に対して、加硫剤RC
−2FD(トーレシリコンm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2
2■、硬質層肉厚1.5m、すなわち外径25−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。A rubber compound A2 was prepared containing 2 parts by weight of N-(3-(trimethoxysilyl)propylcoperfluorohebutylcarboxylic acid amide, MF-150 (manufactured by Mitsubishi Metals, trade name).Next, rubber hardness was determined. (JIS-A)25
°Hs silicone rubber 5E1642U (manufactured by Toray Silicon ■, trade name) 100 parts by weight, vulcanizing agent RC
-1 part by weight of 2FD (manufactured by Toray Silicone M, trade name) was blended, and a soft layer with a diameter of 2
2. A silicone rubber roll with a hard layer thickness of 1.5 m, that is, an outer diameter of 25 mm, was molded. When this was used as a backup roll for a PPC fixing roll, it was used with little toner adhesion and good paper feeding performance.
(発明の効果)
本発明によるゴム状表層材は、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 material according to the present invention has a perfluorocarbon layer formed by applying a perfluorocarbon silane compound to a rubber base material such as silicone rubber by integral blending, which is a common kneading method, or by a simple coating method. This surface layer has properties such as hard texture, water/oil repellency, and non-adhesion.
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。The coefficient of friction of this surface layer material can also be increased by controlling the blending ratio of the silane compound to the rubber base material in the case of an integral blend, and the dissolution ratio of the silane compound to the solvent in the case of coating. 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、トナー層形戒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 charged friction blade, the friction coefficient can be lowered compared to conventional silicone rubber blades, and the wear resistance during toner layer formation is improved, resulting in medium and high speed PPc. It becomes possible to respond to
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
というトナー層形威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。In particular, when silicone rubber was selected as the rubber base material for this surface material, it met the basic requirement of toner layer formation, which was to always expose a new surface, and it did not work as well as when other rubber materials were used. Does not cause layer formation failure due to toner sticking.
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1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, the inner layer of the roll is soft and the surface layer has a hard feel and can be made non-adhesive, so it is possible to obtain a roll that has good paper feeding properties and does not have toner attached. This property is also effective when applied to other paper feed rolls and platen rolls.
さらに、O−リングバッキングをはじめ、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1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 traditionally been used in medical parts such as O-ring backings, rubber caps, rubber droppers, and rubber tubes.
This silicone rubber product is sticky and difficult to align with an automatic alignment machine, making automatic setting difficult. However, by applying the product of the present invention, automatic setting becomes easier.
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。In addition, the platen roll of thermal printers such as facsimile machines uses conductive rubber rolls to prevent static electricity, but when paper is pressed against the platen roll with a thermal head, the paper becomes stained black if it is a carbon-containing conductive rubber roll. For.
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。Usually expensive antimony oxide dope, titanium oxide,
A white conductive rubber roll containing tin oxide powder is used. However, by applying the surface layer material of the present invention to a carbon-containing conductive rubber roll, an inexpensive conductive rubber roll free from paper stains can be provided.
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。Furthermore, conductive rubber containing metal powders such as Ag, Ni, and Cu is used for interconnectors and electromagnetic shielding materials, and rubber magnets containing Sm-co magnetic powder, Nd-Fe-B magnetic powder, etc. are used for motors. When the product of the present invention is applied to this, water repellency is imparted to the surface of the rubber base material, so oxidation of metal components, which has been a problem in 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
!f1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。
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1!F 9・・・・・・ゴ
ムシート10・・・・・・取付は孔 11・・・・・
・ヒートロール12・・・・・・ヒーター 13.1
6・・・・・・金属コア14・・・・・・フッ素樹脂被
覆層
15・・・・・・バックアップロールThe drawings all relate to embodiments of the present invention; FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a developing device, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a developing device used in the device shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the f1 charging blade and a longitudinal sectional view of the fixing device. 1...Developing device 2...Hopper-shaped container 3...Developing roll 4...Frictional charging blade 5...Recovering blade 6. ...Toner particles 7...Photosensitive drum 8...Spring steel 1! F 9...Rubber sheet 10...Mounting hole 11...
・Heat roll 12... Heater 13.1
6...Metal core 14...Fluororesin coating layer 15...Backup roll
Claims (1)
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。 2、請求項1記載のゴム状表層材を、少なくともその表
層部に設けてなるゴムロール。 3、請求項1記載のゴム状表層材を、少なくともその表
層部に設けてなるゴムブレード。[Claims] 1. A rubber-like surface material formed by integrally blending or coating a perfluorocarbon silane compound on a rubber base material. 2. A rubber roll comprising the rubbery surface material according to claim 1 on at least its surface layer. 3. A rubber blade comprising the rubber-like surface material according to claim 1 provided at least on its surface layer.
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 true JPH0361533A (en) | 1991-03-18 |
| JPH0643118B2 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 |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643118B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0651005A1 (en) * | 1993-10-18 | 1995-05-03 | Corvita Corporation | Lubricious silicone surface modification |
| EP0880083A1 (en) * | 1997-05-19 | 1998-11-25 | Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. | Semiconductive rubber roller |
| JP2014156256A (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Toppan Printing Co Ltd | Lid member and method of manufacturing the same |
| 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
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0651005A1 (en) * | 1993-10-18 | 1995-05-03 | Corvita Corporation | Lubricious silicone surface modification |
| US5736251A (en) * | 1993-10-18 | 1998-04-07 | Corvita Corporation | Lubricious silicone surface modification |
| EP0880083A1 (en) * | 1997-05-19 | 1998-11-25 | Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. | Semiconductive rubber roller |
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| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643118B2 (en) | 1994-06-08 |
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