专利名称：树脂管制造装置、树脂管制造方法以及树脂管的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造内表面实施了等离子体处理的树脂管的树脂管制造装置、 树脂管制造方法、用该方法制造的树脂管、将该树脂管包覆于外周的辊以及该 辊的制造方法。
背景技术：
对于复印机、打印机等图像形成装置中作为加压辊、定影辊等使用的辊， 要求在机械、热、化学上稳定，根据其用途，有时还要求不易粘附色粉中含有 的成分。作为用于上述用途的辊，提出了将外周面为橡胶制的辊主体用四氟乙 烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物等的氟树脂管包覆的辊。当辊主体的外周面与树脂 管的内周面用粘合剂固定时，氟树脂管与橡胶的粘合性极差，因此提出了对氟 树脂管的内表面实施侵蚀处理、底涂处理等来提高粘合性的方案(参照专利文 献l)。此外，还提出了将被处理物置于塑料袋内并在该袋内产生等离子体而对被 处理物实施等离子体处理的技术方案(参照专利文献2)。但是，上述任一处理方法由于对氟树脂管等被处理物进行逐一处理，因此 均存在生产率非常低这一问题。另一方面，提出了向从挤出成形装置排出的树脂管的内侧导入气体的同时 在设置于该树脂管的内侧及外侧的内电极和外电极之间施加高频电压而对树 脂管的内表面连续实施等离子体处理的方案(专利文献3)。专利文献l:日本专利特开2005-163837号公报专利文献2:日本专利特开平6-285365号公报专利文献3:日本专利特开2002-337210号公报发明的揭示但是，专利文献3中记载的方法由于无法避免在树脂管的外表面与外电极 之间产生间隙，所以有在树脂管的外表面与外电极之间也产生等离子体、损坏 树脂管的外表面的问题。当由其包覆的辊在复印机、打印机等图像形成装置中 作为加压辊、定影辊等使用时，这种外表面的损坏将导致色粉材料粘附等，因 而不理想。鉴于以上问题，本发明的课题在于提供能够连续地制造不损坏外表面 而在内表面实施了等离子体处理的树脂管的树脂管制造装置、树脂管制造 方法、用该方法制造的树脂管、将该树脂管包覆于外周的辊以及该辊的制 造方法。为了解决上述课题，本发明涉及的树脂管制造装置的特征在于，具有导电 性液体、向上述液体中连续排出成形的树脂管的挤出成形装置、用于向从该挤 出成形装置排出的上述树脂管的内侧导入气体的导气通路、用于从由上述挤出 成形装置排出的上述树脂管的内侧排出气体的排气通路、以及位于从上述挤出 成形装置排出的上述树脂管的内侧的内电极，在上述液体和上述内电极之间施 加高频电压，使上述树脂管的内侧产生等离子体，对该树脂管的内表面进行等 离子体处理。本发明涉及的树脂管的制造方法的特征在于，在从挤出成形装置向导电性 液体中连续排出树脂管，且向从该挤出成形装置排出的上述树脂管的内侧导入 气体以及从该树脂管的内侧排出气体的同时，使内电极位于该树脂管内，在上 述液体和上述内电极之间施加高频电压，使上述树脂管的内侧产生等离子体，对该树脂管的内表面进行等离子体处理。本发明中，在树脂管由挤出成形装置排放到导电性液体中的同时，通过导 气通路向内侧导入气体，在配置于其内侧的内电极和液体之间施加高频电压。 其结果是，在树脂管的内侧产生等离子体，因而可以对树脂管的内表面进行等 离子体处理。从而可以连续地制造内表面实施了等离子体处理的树脂管，由于 所述树脂管的内表面通过等离子体处理而表面活化，因此粘合性优异。而且， 可以沿圆周方向对树脂管的整个内表面均匀地实施等离子体处理。另外，树脂管以导电性液体为外电极进行等离子体处理，在树脂管的外侧和液体之间没有 间隙。因此，在树脂管的外侧不产生等离子体，所以不会损坏树脂管的外侧。 本发明优选具有与从上述挤出成形装置排出的上述树脂管的内周面接触 而保持该树脂管在上述液体中的扩径状态的导向构件。若如此构成，则即使在 液体中也能保持树脂管的扩径状态，可以在内电极和树脂管之间构成产生等离 子体的空间。本发明优选在上述导气通路以及上述排气通路中的至少一方构成调节上 述树脂管内的压力的调压装置。本发明也可以在上述树脂管内利用构成上述导气通路或上述排气通路的 构件来构成上述内电极。在本发明中，上述树脂管是氟树脂管，例如四氟乙烯'全氟烷基乙烯基醚 共聚物制造的管。本发明优选对从上述挤出成形装置连续排出的上述树脂管的内表面进行 上述等离子体处理后接着进行偶联剂的涂布。当实施这种制造方法时，本发明 涉及的树脂管制造装置中，在从上述挤出成形装置排出的上述树脂管的内侧， 配置向实施了上述等离子体处理的该树脂管的内表面提供偶联剂的偶联剂供 给部。若如此构成，则在制造外周被树脂管包覆的辊时无需向树脂管涂布偶联 剂。在本发明中，上述气体优选含有有机硅垸化合物。若如此构成，则在制造 外周被树脂管包覆的辊时无需向树脂管涂布偶联剂。本发明涉及的树脂管被包覆在芯材外周用一定厚度的橡胶层包覆了的辊 主体的外周而构成辊。这种辊适宜用作复印机、打印机及其他图像形成装置中用以按压构件之间 的加压辊、或用以使色粉材料在纸等介质上定影的定影辊等。制造此类结构的辊时，在上述树脂管的内侧插入上述辊主体，然后将该辊 主体的外周面和上述树脂管的内周面用粘合剂固定。另外，也可以采用如下方 法在上述树脂管的内侧插入上述芯材，然后在该芯材和上述树脂管之间注入 橡胶材料，并使该橡胶材料固化。附图的简单说明图l(a)、(b)是本发明涉及的辊的立体图及其横截面图。图2是说明图1所示辊的制造方法的模式示意图。图3是说明图1所示辊的另一制造方法的模式示意图。图4是本发明实施方式1涉及的树脂管制造装置的说明图。图5是本发明实施方式2涉及的树脂管制造装置的说明图。图6是本发明实施方式3涉及的树脂管制造装置的说明图。图7 (a) 、 (b)是其他实施方式涉及的树脂管制造装置的说明图。符号说明1树脂管制造装置3挤出成形装置7等离子体产生装置10 辊11 芯材 13橡胶层 20树脂管 35模37插入物51 导气通路52排气通路71内电极76导电性液体81、 82 导向构件实施发明的最佳方式 参照
本发明的实施方式。[辊的结构]图1 (a) 、(b)是本发明涉及的辊的立体图及其横截面图。图2是说明图1所示辊的制造方法的模式示意图。图3是说明图1所示辊的另一制造方法的模式示意图。图1 (a) 、(b)所示的辊10在复印机、打印机及其他图像形成装置等中用作加压辊、定影辊等，具备在金属制芯材11的外周面用由硅橡胶等形成的橡胶层13以一定厚度包覆的辊主体15、包覆于橡胶层13的外周面 的树脂管20。制造这种辊10时，如图2所示，在树脂管20的内侧插入辊主体15， 然后在辊主体15的外周面与树脂管20的内周面之间注入粘合剂(未图示) 来固定。辊10的其他制造方法如图3所示，在圆筒形模18的内侧插入树脂管 20，然后将其两端固定在保持芯材11的侧模(未图示)。接着，在高压下 将橡胶材料注入并填充于芯材11和树脂管20之间的环状空间内，利用该 填充压力使树脂管20扩张并使树脂管20与圆筒形模18的内周面粘合的同 时，使橡胶材料、树脂管20以及芯材11形成整体。此时，根据橡胶材料 以及树脂管20的材质，优选在树脂管20的内表面预先涂布偶联剂。无论用上述何种方法制造，若树脂管20的内表面的粘合性低，则会出 现树脂管20脱落等问题。特别是四氟乙烯.全氟烷基乙烯基醚共聚物(以下 称为PFA)等氟树脂类树脂管20由于粘合性低，在本发明中如下所述，使 树脂管20连续成形的同时，对树脂管20的内表面连续实施等离子体处理。 在本发明中，对树脂管20的内表面实施等离子体处理时不会对树脂管20 的外周面进行等离子体处理。因此，将本发明涉及的树脂管20包覆于复印 机、打印机等图像形成装置的加压辊、定影辊等上时，不会出现色粉材料 的粘附等。[实施方式1](树脂管制造装置的结构)图4是本发明实施方式1涉及的树脂管制造装置的说明图。图4中，本实施方式的树脂管制造装置1的结构为具备使树脂管20成形并以扩径 状态排出的挤出成形装置3，在从该挤出成形装置3以扩径状态排出的树脂管20的内侧配置等离子体产生装置7的内电极71。内电极71例如由金属、碳等导电材料形成。等离子体产生装置7的结构为具备贮存水类、有机溶剂类、熔融盐类导电性液体76的处理槽77，从挤出成形装置3以扩径状态排出的树脂管 20通过液体76。这里，根据需要在液体76中混合电解质、表面活性剂等。 另外，对于液体76，通过处理槽77或其中浸渍的电极来施加电压。挤出成形装置3是利用熔融挤出成形法由树脂颗粒连续形成树脂管20 的装置，具备在上方具有用于投入树脂颗粒的料斗31的树脂输送管30、将 从料斗31投入的树脂颗粒加热熔融的加热器(未图示)、将树脂输送管30 内的树脂送出的螺杆装置33。树脂输送管30在其中途位置向下方弯曲，在 其端部安装有规定树脂管20的外周面的环状模35，并在模35的内侧安装 有规定树脂管20的内周面的近圆柱状插入物37。相对于插入物37在树脂管20的排出方向下游侧配置底面部的外径尺 寸与插入物37的外径尺寸大致相等的导向构件81，导向构件81与从挤出 成形装置3排出的树脂管20的内周面接触而保持树脂管20在液体76中的 扩径状态。这里，导向构件81的外周形状为圆形，保持树脂管20在液体 76中圆筒状的扩径状态。模35以及插入物37分别由铝、铁、其他高耐腐 蚀性金属、陶瓷、玻璃等形成。在导向构件81和插入物37之间配置外径尺寸小于导向构件81以及插 入物37的外径尺寸的圆柱状内电极71,在内电极71和树脂管20之间形成 环状空间。而且，在内电极71和插入物37之间以及在内电极71和导向构 件81之间配置绝缘材料731、 732。另外，当插入物37和导向构件81为绝 缘性时，可省略绝缘材料731、 732。相对于插入物37、绝缘材料731、内电极71、绝缘材料732以及导向 构件81，形成连通树脂管20内部的导气通路51，从导气通路51向形成于 内电极71和树脂管20之间的环状空间提供气体(反应气体)。g卩，本实施方式在树脂管20内利用构成导气通路51的构件来构成内电极71。导气通路5提供的气体例如是He、 Ar、 Ne、 Kr、 Xe等惰性气体，氮气， 氢气，C02、 C0等氧化碳气体，02等氧化性气体，CF4等反应气体，乙烯、丙 烯等聚合性不饱和化合物气体，氟碳类含氟化合物，空气等混合而成的反 应气体。在插入物37中还形成与从挤出成形装置3以扩径状态排出的树脂管 20的内部连通的排气通路52。而且，在导气通路51和排气通路52构成用 于将树脂管20内部的压力保持在规定值的称为阀等的调压装置8。 (操作)在上述结构的树脂管制造装置1中，通过挤出成形装置3连续形成树 脂管20，并向液体76中以扩径状态排出树脂管20。将反应气体导入以扩 径状态排出的树脂管20的内侧。进而在树脂管20通过外侧的内电极71和 液体76之间施加高频电压，使等离子体在树脂管20和内电极71之间形成 的环状空间内产生，对树脂管20的内表面连续进行等离子体处理。即，若 在内电极71和液体76之间施加高频电压，则在树脂管20的内侧产生辉光 放电等离子体，由于含有由等离子体生成的化学活性激发态物质的气体与 树脂管20的内表面接触，从而可以对树脂管20的内表面进行侵蚀、注入、 生成自由基等的等离子体处理(表面改性)。因此，可以连续制造内表面 实施了等离子体处理的树脂管20。而且，可以沿圆周方向对树脂管20的整 个内表面均匀地实施等离子体处理。此外，由于直接利用从挤出成形装置3 以扩径状态排出树脂管20的方式，向树脂管20的内侧导入气体且配置内 电极71，从而具有装置结构简单这一优点。本实施方式利用液体76作为实质的外电极，在树脂管20的外周面和 液体76之间没有间隙。因此，在树脂管20的外侧不产生等离子体，所以 不会损坏树脂管20的外侧。此外，由于具有与从挤出成形装置3排出的树脂管20的内周面接触而 保持树脂管20在液体76中的扩径状态的导向构件81，所以树脂管20的内 周面与内电极71不接触，可在树脂管20和内电极71之间切实地形成环状空间。而且，导向构件81还防止从树脂管20内部的不必要的气体泄漏， 从而减少反应气体的使用量。另外，制造的树脂管20通过夹持辊41、 42、导辊431、 432、 44等输 送并在巻取装置(未图示)中巻绕成筒状。制造的树脂管20也可以不巻绕 成筒状，而通过激光等切成规定尺寸。此外，在液体76的上方位置还可以 配置利用了橡皮刮板、空气喷射喷嘴等的除液装置。根据液体76的种类， 也可以对从液体76出来的树脂管20进行洗涤。用按上述方法制造的树脂管20制造图1所示的辊10时，如参照图2 所作的说明，将树脂管20切成规定尺寸，然后在树脂管20的内侧插入辊 主体15。接着，将辊主体15的外周面和树脂管20的内周面用粘合剂固定。 按此方法制造的辊10可利用树脂管20赋予辊10面以各种功能。另外，如参照图3所作的说明，也可以在树脂管20的内侧插入芯材 11，然后在芯材11和树脂管20之间注入橡胶材料，并使橡胶材料固化。 此时优选在橡胶中进行加硫。上述任一辊10由于辊主体15和树脂管20的粘合强度高，因此可以延 长辊10面用树脂管20构成的辊10的寿命。本实施方式以PFA树脂管20为例进行说明，但作为氟树脂类树脂管 20，除PFA外，本实施方式也适用于制造聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯 (PCTFE)、氯三氟乙烯-乙烯共聚物(ECTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚 氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-偏氟乙烯共聚物等的树脂管20。本发明还适用 于制造氟树脂类树脂管20以外的树脂管20。而且，在内电极71和树脂管20之间还可以配置绝缘材料。针对从挤 出成形装置3排出的树脂管20，可以设置在树脂管20浸入液体76之前用 于将树脂管20冷却的冷却装置。[实施方式2]分用同一符号表示，并省略其说明。实施方式1在圆柱状内电极71中构成导气通路51，但在本实施方式中，如图5所示，将树脂管20内构成导气通路51的线圈状构件511作为 内电极71使用。此时，导向构件81也由内电极71的下部支撑。当插入物 37b等由导体构成时，与实施方式1同样在插入物37和内电极71之间配置 绝缘材料731。当导向构件81由导体构成时，与实施方式l同样可以在内 电极71和导向构件81之间配置绝缘材料732 (未图示)。 [实施方式3]图6是本发明实施方式3涉及的树脂管制造装置的说明图。另外，本 实施方式的树脂管制造装置的基本结构与实施方式1相同，因此相同的部 分用同一符号表示，并省略其说明。在实施方式l中，导向构件81配置在内电极71的下方位置，但如图 6所示，也可以在内电极71的上方位置配置通过支撑构件734被支撑于插 入物37的下方位置的圆板状导向构件82。此时，在内电极71的周围通过 导向构件82和夹持辊41、 42确保产生等离子体的空间。但是，由于树脂 管20被夹持辊41、 42压扁，所以内电极71和导向构件82具有相应的形 状。在支撑构件734、导向构件82以及内电极71中形成与插入物37的导 气通路51连通的导气通路。在插入物37中，构成排气通路52的配管521 贯通导向构件82，在内电极71所配置的空间开口。这里，优选在内电极 71中于导气通路51开口的下表面配置屏蔽板79，反应气体高效地导入内 电极71的周围。[其他实施方式]图7 (a) 、 (b)是其他实施方式涉及的树脂管制造装置的说明图。 另外，图7 (a) 、 (b)所示树脂管制造装置的基本结构分别与实施方式l 3相同，因此相同部分用同一符号表示，并省略其说明。关于图7 (a)所示的树脂管制造装置1，在实施方式1涉及的树脂管 装置中，相对于插入物37、绝缘材料731、内电极71、绝缘材料732以及 导向构件81，形成用于对树脂管20的内表面进行丙烯基硅烷、氨基硅垸等硅烷偶联剂的喷雾、滴加的偶联剂导入通路90，偶联剂导入通路90在导向 构件81的下方位置开口形成偶联剂供给部91。因此，对从挤出成形装置3 连续排出的树脂管20的内表面进行等离子体处理后，可以接着进行偶联剂 的涂布。因此，用参照图1 图3所说明的方法制造辊IO时具有如下优点 不需要在另一工序中对树脂管20的内表面涂布硅烷偶联剂。关于图7 (b)所示的树脂管制造装置1，在实施方式2涉及的树脂管 装置中，贯通插入物37以及绝缘材料731后通过线圈状内电极71的内侧 朝向导向构件81而形成偶联剂导入通路90，该偶联剂导入通路90在导向 构件81的侧方开口形成偶联剂供给部91。因此，对从挤出成形装置3连续 排出的树脂管20的内表面进行等离子体处理后，可接着进行丙烯基硅垸、 氨基硅垸等偶联剂的涂布。因此，用参照图2、图3说明的方法制造辊10 时具有如下优点不需要在另一工序中对树脂管20的内表面涂布硅垸偶联剂。另外，当采用图7 (a) 、 (b)所示结构时，在树脂管20的内侧涂布 硅烷偶联剂后，不巻绕成筒状，切成规定长度，在切断的状态下使树脂管 20的内侧干燥即可。另外，图7 (a) 、 (b)所示的结构也适用于实施方 式3。此外，代替图7 (a) 、 (b)所示结构，在实施方式1 3涉及的树脂 管制造装置1中，使导气通路51提供的气体中含有氯硅烷、烷氧基硅烷等 有机硅垸化合物，即可对树脂管20的内表面进行偶联处理，因此用参照图 3所说明的方法制造辊10时，可以省略在另一工序中对树脂管20的内表面 涂布偶联剂的工序。产业上利用的可能性在本发明中，从挤出成形装置连续排出树脂管，同时对该树脂管的内 表面连续进行等离子体处理。因此，内表面因等离子体处理而被活化，可 以连续地制造粘合性提高的树脂管。而且，树脂管以导电性液体作为外电 极被实施等离子体处理，在树脂管的外侧和液体之间没有间隙。因此，在树脂管的外侧不产生等离子体，所以不会损坏树脂管的外侧。在如此构成 的树脂管的内侧插入辊主体，然后将辊主体的外周面和树脂管的内周面用 粘合剂固定，即可利用树脂管赋予辊的辊面以各种功能。另外，在树脂管 的内侧插入芯棒后，在芯棒和树脂管之间注入橡胶材料并使橡胶材料固化， 也同样可以利用树脂管对辊的辊面赋予各种功能。上述任一辊由于辊主体 与树脂管的粘合强度高，从而能延长辊面用树脂管构成的辊的寿命。
权利要求
1.树脂管制造装置，其特征在于，具有导电性液体、向所述液体中连续排出成形的树脂管的挤出成形装置、用于向从该挤出成形装置排出的所述树脂管的内侧导入气体的导气通路、用于从由所述挤出成形装置排出的所述树脂管的内侧排出气体的排气通路、和位于从所述挤出成形装置排出的所述树脂管的内侧的内电极，在所述液体和所述内电极之间施加高频电压使所述树脂管的内侧产生等离子体，对该树脂管的内表面进行等离子体处理。
2. 如权利要求l所述的树脂管制造装置，其特征在于，具有与从所述 挤出成形装置排出的所述树脂管的内周面接触而保持该树脂管在所述液体 中的扩径状态的导向构件。
3. 如权利要求1所述的树脂管制造装置，其特征在于，在所述导气通 路以及所述排气通路中的至少一方，构成调节所述树脂管内的压力的调压 装置。
4. 如权利要求1所述的树脂管制造装置，其特征在于，在所述树脂管 内利用构成所述导气通路或所述排气通路的构件来构成所述内电极。
5. 如权利要求1所述的树脂管制造装置，其特征在于，在从所述挤出 成形装置排出的所述树脂管的内侧，配置向实施了所述等离子体处理的该 树脂管的内表面提供偶联剂的偶联剂供给部。
6. 树脂管的制造方法，其特征在于，从挤出成形装置向导电性液体中 连续排出树脂管，且向从该挤出成形装置排出的所述树脂管的内侧导入气 体以及从该树脂管的内侧排出气体，并使内电极位于该树脂管内，在所述液体和所述内电极之间施加高频电压使所述树脂管的内侧产生 等离子体，对该树脂管的内表面进行等离子体处理。
7. 如权利要求6所述的树脂管制造方法，其特征在于，所述树脂管是 氟树脂管。
8. 如权利要求7所述的树脂管制造方法，其特征在于，所述树脂管是 四氟乙烯.全氟烷基乙烯基醚共聚物制管。
9. 如权利要求6所述的树脂管制造方法，其特征在于，对从所述挤出成形装置连续排出的所述树脂管的内表面进行所述等离子体处理后接着进 行偶联剂的涂布。
10. 如权利要求6所述的树脂管制造方法，其特征在于，所述气体含 有有机硅垸化合物。
11. 树脂管，其特征在于，用权利要求6 10任一项所述的方法制造。
12. 辊，其特征在于，权利要求11所述的树脂管被包覆于芯材外周用 一定厚度的橡胶层包覆了的辊主体的外周。
13. 如权利要求12所述的辊，其特征在于，在复印机、打印机及其他 图像形成装置中用作加压辊或定影辊。
14. 辊的制造方法，其特征在于，在制造权利要求12所述的辊时，在 所述树脂管的内侧插入所述辊主体，然后将该辊主体的外周面和所述树脂 管的内周面用粘合剂固定。
15. 辊的制造方法，其特征在于，在制造权利要求12所述的辊时，在 所述树脂管的内侧插入所述芯材，然后在该芯材和所述树脂管之间注入橡 胶材料，并使该橡胶材料固化。
全文摘要
以提供能以简单的装置结构高效地制造内表面实施了均质处理的树脂管的树脂管制造装置、树脂管制造方法以及将该树脂管包覆于辊面的辊的制造方法为目的，树脂管制造装置(1)中，从挤出成形装置(3)向导电性液体(76)中连续排出树脂管(20)，且向从挤出成形装置(3)排出的树脂管(20)的内侧导入气体以及从树脂管(20)的内侧排出气体。使内电极(71)位于树脂管(20)内，在液体(76)和内电极(71)之间施加高频电压使树脂管(20)的内侧产生等离子体，对树脂管(20)的内表面进行等离子体处理。
文档编号C08J7/00GK101267928SQ20068003407
公开日2008年9月17日 申请日期2006年9月14日 优先权日2005年9月16日
发明者寺川学, 福光智彦, 竹渕丰 申请人:空气及水麻吉股份有限公司;空气及水股份有限公司